发布时间:2018-12-29 13:26 原文链接: 科学家摸清早产儿肠病病因

图片.png

  美国科学家在12月12日出版的《科学—转化医学》杂志上发表的一篇报告中称,他们通过使用坏死性小肠结肠炎(NEC,一种潜在的致命疾病,会导致早产婴儿出现肠道坏死)小鼠模型,发现了这种疾病在分子层面的致病原因,且与脑损伤相关。依靠这一发现,研究人员将可以与研究脑部炎症的科学家共同努力,找出能够逆转小鼠脑损伤的潜在药物。

  David Hackam是约翰斯·霍普金斯大学的儿童外科主任及外科、儿科和分子生物学教授。他说:“此前对于导致NEC的原因还没有明确的认识,针对严重病例的唯一解决方法就是通过手术切除婴儿坏死的肠道。但幸存的NEC患者仍存在包括严重认知障碍在内的后遗症。这个问题直到最近才取得突破。”

  虽然新生儿NEC的确切原因尚不清楚,但科学家已经知道这种疾病会出现在喂食配方奶粉、遭受细菌感染等压力因素的早产儿身上。因此,研究小组开发了一种NEC小鼠模型,将新生小鼠与母鼠分开并喂食配方奶粉,每天两次将它们置于低氧室中作为压力源,持续4天。同时,为了确保这些小鼠携带与患儿相同的病菌,研究人员会向其喂食患有严重NEC婴儿的粪便。根据Hackam的说法,这些小鼠不仅会出现NEC,它们的大脑也会出现与人类相同的损伤,在老年时也会出现脑功能受损。目前,他们正在了解导致这些小鼠患上NEC相关脑损伤的原因。

  在这项研究中,他们首先研究了这些NEC小鼠大脑中的免疫细胞(即所谓的小胶质细胞)是否被激活,如果被激活意味着存在某种炎症。结果是小胶质细胞的确被激活了。其他的研究还显示出,一种叫做TLR4的蛋白质与肠道内的细菌相结合,也可以激活大脑中的小胶质细胞。于是研究人员通过基因工程改造了小鼠,让小胶质细胞不含TLR4,然后再让这些小鼠患上NEC。结果显示,这些小鼠没有发生与NEC相关的脑损伤,这表明TLR4是这种损伤的原因。

  接下来,该研究团队希望了解这种肠道疾病中的什么物质会导致脑损伤。他们之前的研究表明,肠道中也存在TLR4蛋白。Hackam表示,胚胎发育期间的肠道会出现很高水平的TLR4,但婴儿足月诞生后就会下降。相反,早产儿肠道中的TLR4会保持高水平状态。

  NEC患儿肠道中的TLR4导致细胞释放出另外一种蛋白质HMGB1。该团队通过基因工程让小鼠体内缺乏HMGB1,然后让其患上NEC。这些小鼠大脑中小胶质细胞的含量比患有NEC且未进行基因工程改造的小鼠少,这意味着发炎肠道中的TLR4所产生的HMGB1,的确是NEC相关脑损伤的原因。

  Hackam说:“我们学校的一个最大优势在于拥有不同领域的优秀学者。我于2014年来到这里,Sujatha Kannan是我最初结识的同事之一。他那时正在研究兔子的脑损伤。他们最近的成果显示可以为兔脑进行一种防止脑瘫的抗癌治疗。”所以二人决定合作,看看这种方法是否适用于患有NEC的老鼠。

  研究人员给患有NEC的小鼠喂食含抗氧化剂的纳米颗粒药物,并用荧光分子标记以检查小鼠大脑,查看发光分子积聚的位置。最终他们果然发现大脑中发光的区域,正是小胶质细胞活化的位置。此外,这些小鼠大脑中含有较少的活化小胶质细胞,表明纳米粒子药物可以保护大脑免受NEC相关的脑损伤。

  Hackam说:“我们真的要改变思维方式了,不要再将NEC当做一种肠道疾病,而应将其视为一种肠道—大脑疾病。”Hackam还说:“虽然这种疾病会立刻体现在肠道中,但新生儿科医生也应该关注脑保护治疗方法,包括更快进行手术、肠道休息和使用抗生素。

  Hackam表示:“这是一种毁灭性的疾病,但现在我们更清楚地从分子层面了解了它的基础。我们迫切希望看到它是否适用于其他模型和患者,这样才有可能最终更好地帮助这些婴儿和他们的父母。”


相关文章

袁亚湘委员:公众应关注科技成果而非科学家

  近几年,科技议题时常进入社会领域并引起广泛关注,与此同时,科学家也成为公众品头论足的对象。在大科学时代,特别是在新媒体的加持下,象牙塔中的科学家走到了聚光灯下。无论是主动还是被......

青科奖得主谷林:科学家最大成就是思想的延续

初见谷林,风趣、健谈、充满活力的他着实颠覆了记者对科学家的“刻板印象”。日前举行的2020世界青年科学家峰会上,41岁的中科院物理研究所研究员谷林获得了“第十六届中国青年科技奖特别奖”。颁奖典礼上,中......

MadeinChina!2020中国光学领域社会影响力事件,谁是你最爱

2020年,注定是不平凡的一年,突如其来的新冠肺炎疫情对我们的经济和社会都造成了严重的影响。尽管如此,我国科学家仍以实验室为战场,争分夺秒,奋力拼搏,取得了一个又一个新突破、新发现。2020中国光学领......

脑洞大开!Science公布2020年十大科学突破

每年Science杂志都会评选年度十大科学突破。2020年12月18日,Science杂志公布了评选出的2020年度十大科学进展。其中,新冠疫苗的研发居于榜首,另外9项研究则囊括艾滋病、室温超导、CR......

2020高被引科学家名单出炉,哪些学者再次入选?

英国伦敦时间11月18日,科睿唯安公布了2020年度“高被引科学家”名单。入榜这份备受期待的名单的自然科学家和社会科学家均发表了多篇高被引论文,其被引频次位于同学科前1%,彰显了他们在同行之中的重要学......

科学家有望揭开大脑的奥秘!

近日,一项刊登在国际杂志NatureCommunications上题为“Aspike-timing-dependentplasticityrulefordendriticspines”的研究报告中,来......

科技部召开中青年科学家发展座谈会

    近日,科技部召开中青年科学家发展座谈会,科技部副部长李萌主持会议,听取了科研人员对优化中青年科学家发展环境的看法和建议,研究破解支持中青年科学家发展的难......

震惊!著名华裔免疫科学家郑颂国回国途中被捕!

美国司法部周四(7月9日)称,57岁的俄亥俄州立大学医学院风湿病和免疫学专家郑颂国(SongGuoZheng)于5月22日抵达阿拉斯的泰德·史蒂文斯安克雷奇国际机场(TedStevensAnchora......

科学家发现:新冠病毒存在六个变种

俄媒称,对世界各地逾万份新型冠状病毒样本的结构分析表明,当前在世界传播的新冠病毒有6个种类。据塔斯社莫斯科6月9日报道,科学家在美国生物学论文档案网(bioRxiv)发表了上述结论。科学家写道:“我们......

饶子和、杨海涛团队成功解析新冠病毒主蛋白酶三维结构

由上海科技大学饶子和/杨海涛团队与合作者组成的“抗新冠病毒攻关联盟”,率先在国际上成功解析新型冠状病毒关键药物靶点——主蛋白酶(Mpro)的高分辨率三维空间结构,并综合利用3种不同的药物发现策略,找到......