肠神经系统(ENS)提供了胃肠道(GI)的内在神经,该神经(GI)具有数百万个神经元和多种神经元亚型和神经胶质细胞的内在神经。ENS调节基本的肠道功能,例如运动,营养摄取和免疫反应,但有关控制ENS神经元规范和分化的基因的基本信息仍然很大程度上未知。ENS神经元数量和组成的缺陷会导致肠道功能障碍,使GI症状具有使人衰弱的症状,并且与例如Hirschsprung病,炎症性肠道疾病,自闭症谱系障碍和神经退行性疾病,例如帕金森氏病。大多数ENS疾病的遗传基础仍然未知。最近的转录组分析已经确定了许多用于调节ENS神经发生的候选基因。然而,对这些候选基因的功能评估显着滞后,因为它们在ENS神经发生中的作用进行了实验性测试是耗时且昂贵的。在这里,我们在斑马鱼中开发了快速,可扩展的F 0 CRISPR基因组编辑筛选,以确定哪些候选基因控制ENS中的神经元发育。概念验证实验针对已知的ENS调节剂SOX10和RET表观稳定突变体具有高效率和精确度,表明我们的方法可靠地使用F 0指导RNA注射的幼虫来识别ENS神经发生(F 0 Crispants)。然后,我们评估10个转录因子基因在调节ENS神经发生和功能方面的作用。靶向2-3个候选基因的引导RNA的池将Cas9蛋白共同注入到一个单细胞阶段PHOX2BB中:GFP转基因斑马鱼胚胎,以直接评估ENS神经元数量的定性变化与6天旧F 0旧F 0 Crispants相比。然后对表现出降低的ENS神经元数的清晰池的靶基因进行单独测试,以鉴定负责任的基因。我们确定了五个转录因子,这些转录因子显示ENS神经元的降低,表明对肠祖细胞细胞分化为ENS神经元。添加了一个简单有效的测试以进一步评估肠道变化,我们发现两个转录因子基因的功能丧失减少了通过肠道标记的荧光标记食物的肠道转运。总而言之,我们的新颖,多步骤但直接的CRISPR筛选方法在斑马鱼中可以测试ENS发育和疾病基因功能的遗传基础,这些遗传基础将促进对转录组,全基因组关联或其他ENS-OMICS研究而产生的流形候选基因的高通量评估。这种体内清晰的屏幕将有助于更好地理解脊椎动物中的ENS神经元发展调节,以及在ENS疾病中出现的问题。
摘要:检查肠道病原体与肠道菌群之间的相互作用对于充分理解肠病毒的致病作用及其对人类健康的广泛影响至关重要。在实验室实践中引入了人类研究的有效替代方法,以评估传染剂对肠道菌群的影响,从而探索它们在肠道功能和整体健康中的翻译意义。不同的动物物种目前被用作肠道感染的宝贵模型。此外,考虑到类似于肠道环境的生物工程的最新进展,也可以为此目的提供。In this review, the impact of the main human enteropathogens (i.e., Clostridioides difficile , Campylobacter jejuni , diarrheagenic Escherichia coli , non-typhoidal Salmonella enterica , Shigella flexneri and Shigella sonnei , Vibrio cholerae , and Bacillus cereus ) on intestinal microbial communities is summarized, with specific强调采用动物和体外模型的研究得出的结果。
•存在有希望的技术措施,其中饲料添加剂3-硝基丙醇是领先者,在瘤胃中降低甲烷的产生功效,对动物生产力没有不利影响。但是,添加剂的长期影响需要更多的研究。•由于需要定期补充,因此对绝对排放产生影响的添加剂目前在放牧系统中无效。正在开发各种农业牲畜系统中有效的措施。通过选择性育种或疫苗接种的口服缓释技术,基因组编辑和永久性缓解甲烷。•缺乏为农民实施缓解措施的激励措施,这阻止了广泛的实施。需要适当的经济政策来促进技术措施的利用。这种新型政策由新西兰和丹麦提出,分别在2025年和2027年期间实施。
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证(未经同行评审证明)获得的是作者/资助者,他授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。这是该预印本版本的版权持有人,该版本发布于12月29日,2023年。 https://doi.org/10.1101/2023.12.28.573581 doi:biorxiv preprint
摘要:已将大脑 - 肠轴轴确定为帕金森氏病生理病理学的重要因素。在这种病理学中,炎症被认为是由大脑中α-突触核蛋白的聚集造成的损害。有趣的是,Braak的理论提出,α-突触核蛋白的错误折叠可能起源于肠道,并以“ prion”方式通过迷走神经传播到中枢神经系统中。在肠神经系统中,肠神经胶质细胞是最丰富的细胞成分。几项研究评估了它们在帕金森氏病中的作用。使用从患者,细胞培养物或动物模型中获得的样品,具有特异性抗体标记肠神经胶质细胞的研究(GFAP,SOX-100和S100β)似乎表明激活和反应性神经胶质性与帕金森氏病在肠神经系统中产生的神经变性有关。在肠神经胶质细胞上表达的Toll样受体参与触发免疫/炎症反应的触发,维持肠道屏障完整性和肠道微生物群的构型;因此,这些受体可能会导致帕金森氏病。外部因素(例如压力)似乎也与其发病机理有关。一些作者研究了通过干预措施(例如色氨酸-2,3-二氧酶抑制剂,营养素或体育锻炼)逆转EGC变化的方法。一些研究人员指出,除了在疾病期间被激活外,肠神经胶质细胞还可能有助于突触核酸的发展。因此,仍然有必要进一步研究这些细胞及其在帕金森氏病中的作用。
抽象目标赫希斯普伦病(HSCR)是一种严重的先天性疾病,影响1:5000活产。HSCR是由于肠神经系统(ENS)祖细胞在胚胎发育过程中完全定植胃肠道的失败而导致的。这会导致远端肠中炎症病,导致运动活性干扰和蠕动受损。当前,唯一可行的治疗选择是对静脉肠道的手术切除。然而,患者经常患有终身症状,经常需要进行多种外科手术。因此,替代治疗选择至关重要。一种有吸引力的策略涉及人类多能干细胞(HPSC)产生的ENS祖细胞的移植。设计ENS祖细胞是使用加速方案从HPSC生成的,并通过单细胞RNA测序,蛋白质表达分析和钙成像的结合详细介绍了。我们使用器官浴收缩力在体内移植向有机型培养的患者衍生的结肠组织后,测试了ENS祖细胞在HSCR结肠中整合和影响功能反应的能力。结果我们发现,我们的方案始终产生具有早期ENS祖细胞的转录和功能标志的细胞群的高收率。移植后,HPSC衍生的ENS祖细胞在外植的人类HSCR结肠样品中整合,迁移并形成神经元/胶质。与对照组织相比,移植的HSCR组织表现出显着增加的基础收缩活性和对电刺激的反应增加。结论我们的发现首次证明了HPSC衍生的ENS祖细胞在人类HSCR患者结肠组织中重新填充和增加功能反应的潜力。
肠道菌群影响系统性免疫和远端组织的功能,包括大脑,肝脏,皮肤,肺和肌肉。然而,肠道菌群在异物反应(FBR)和医疗植入物周围的纤维化的作用在很大程度上没有探索。为了调查这种联系,我们通过肠毒素菌群Fragilis(ETBF)感染了鼠肠菌群的稳态,并将合成聚合物聚合物多己酮(PCL)植入远端肌肉损伤。ETBF感染导致嗜中性粒细胞和γδT细胞浸润升高到PCL植入部位。ETBF感染单独促进了血液,脾和骨髓中嗜中性粒细胞水平的增加。在PCL植入物位置,我们发现分类成纤维细胞的转录组发生了显着变化,但在6周后没有观察到纤维化水平的总ETBF诱导的差异。这些结果证明了肠道菌群介导长距离作用的能力,例如对远端生物材料植入物的免疫和基质反应。
图2 PCGF1 CKO小鼠表现出生长停滞和较低的肠道运动。(a)PHOX2B CRE / +(1)和(2)PCGF1 FL / FL; 3周龄时的Phox2b Cre / +小鼠(2)。(b)wt(n = 20),phox2b cre / +(n = 29)和pCGF1 fl / fl之间的生存分析; PHOX2B CRE / +小鼠(n = 26)。(c)WT(黑色条,n = 20),phox2b cre / +(白色bar,n = 26)和pCGF1 fl / fl之间的体重比较;在3和8周龄时,PHOX2B CRE / +小鼠(灰色条,n = 13)。(d)在3周龄的PHOX2B CRE / +(n = 8)和PCGF1 FL / FL之间进行总胃肠道转运时间(GITT)分析; phox2b cre / +小鼠(n = 9)。(e)3周龄的PHOX2B CRE / +(n = 8)和PCGF1 fl / fl之间的粪便重量比较; phox2b cre / +小鼠(n = 6)。(f)3周 - 旧的phox2b cre / +(n = 8)和pcGF1 fl / fl之间的粪便水含量; phox2b cre / +(n = 6)。使用对数秩检验进行了生存分析,并由Kaplan - Meier图显示。使用未配对的t检验显示统计分析的结果为平均值±SEM。
摘要:当前的抑郁症药理治疗方法无法在一定比例的患者中产生足够的缓解。越来越多的其他系统(例如微生物组 - 脑轴)被视为推定的新型抑郁症治疗途径。沿该轴的营养不良和失调与抑郁症状的严重程度高度合并。内源性细胞外基质蛋白reelin都存在于所有肠道以及肌和粘膜下神经节中,并且其受体也存在于肠道中。从上皮下肌细胞中分泌的reelin分泌可调节小肠和结肠中沿隐窝 - villus轴的细胞迁移。reelin脑表达在情绪和精神疾病中被下调,并且注射reelin在抑郁症动物模型中具有快速的抗抑郁样作用。本综述旨在讨论reelin在胃肠道系统中的作用,并提出了在抑郁症的发病机理和治疗抑郁症中reelin作用的推定作用,主要反映了肠道上皮细胞恢复和凝聚素的肠道上皮细胞的变化。
摘要。环境肠功能障碍(EED)是一种亚临床肠病,在资源有限的环境中普遍存在,被认为是长期暴露于环境肠病毒的结果,导致营养不良,生长失败,神经认知延迟,神经认知延迟和口服疫苗衰竭。这项研究探讨了使用定量粘膜形态计量学,组织病理学评分指数以及机器学习 - 来自巴基斯坦和美国的儿童的前瞻性群体的基于图像分析的EED,乳糜泻和其他肠病儿童的十二指肠和结肠组织。,我们观察到绒毛钝的绒毛比在乳糜泻中比在EED中更为突出,因为来自巴基斯坦的乳糜泻的患者比美国的腹腔疾病较短,分别为81(73,127)m m和209(188,266,266)m,分别为81(73,127)M M M和209(73,127)。此外,根据沼泽评分方法,巴基斯坦队列中的腹腔疾病组织学严重程度增加。杯状细胞持续性和上皮内淋巴细胞的增加是EED和腹腔疾病的特征。有趣的是,与对照组相比,来自EED病例的直肠组织显示,隐窝中的单核炎性细胞和上皮内淋巴细胞增加。直肠隐窝上皮中的中性粒细胞增加也与十二指肠组织中EED组织学严重程度得分的增加显着相关。利用机器学习图像分析后,我们观察到患病和健康的十二指肠组织之间的重叠。我们得出的结论是,如前所述,EED包括在十二指肠中的炎症频谱,以及直肠粘膜,保证对两个解剖区域进行检查,以理解和管理EED。