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综述:肠内分泌细胞:微生物组-肠-脑通信的守门人
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月04日 来源:npj Biofilms and Microbiomes 9.2
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这篇综述深入探讨了肠内分泌细胞(EECs)作为肠道上皮激素分泌细胞的核心作用,其功能受饮食和微生物组调控。文章系统阐述了EECs通过神经突触(neuropods)与肠神经系统(ENS)连接,经由迷走神经和脑肠轴(GBA)介导代谢调控、神经保护及疾病发生机制,特别关注其在炎症性肠病(IBD)、肥胖、帕金森病(PD)等疾病中的分子通路(如GLP-1/2、PYY、CCK等激素信号),为靶向治疗提供新视角。
肠内分泌细胞的结构与功能多样性
肠内分泌细胞(EECs)作为散布于胃肠道上皮的激素分泌细胞,根据形态分为"开放型"(具微绒毛直接感知肠腔内容物)和"封闭型"(通过体液和神经通路间接激活)。这些细胞按分泌激素类型进一步细分:胃部存在分泌组胺的ECL细胞、胃泌素的G细胞;十二指肠分布着分泌促胰液素(SCT)的S细胞、葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)的K细胞;远端肠道则以分泌GLP-1/2、PYY的L细胞为主。

神经突触与激素调控的独特机制
EECs通过形成神经突触(neuropods)与ENS神经元建立突触连接,构成神经-上皮回路。其中CCK和PYY分泌细胞通过谷氨酸能神经传递直接激活迷走神经。激素分泌受两种囊泡调控:致密核心囊泡(DCVs)储存GLP-1等激素通过调节性分泌途径(RSP)释放;而组成型囊泡(CVs)持续释放蛋白质。研究发现,神经突触内还含有线粒体和神经丝结构,提示其可能参与能量供给和信号分子运输。
微生物组与饮食的调控网络
膳食脂肪类型显著影响EECs功能:橄榄油(不饱和脂肪)比黄油(饱和脂肪)更能刺激GIP和GLP-1分泌。甜味受体抑制剂lactisole可抑制GLP-1分泌,而人工甜味剂与葡萄糖协同增强GLP-1释放。微生物代谢产物如短链脂肪酸(SCFAs)通过G蛋白偶联受体(GPCRs)激活L细胞,但特定菌株(如Enterococcus faecalis)的 gelatinase会降解GLP-1。Akkermansia muciniphila通过分泌肽P9提升GLP-1产量,其丰度在高脂饮食中降低,补充该菌可逆转小鼠代谢异常。
疾病关联的分子机制
• 代谢疾病:肥胖者空腹ghrelin水平降低但餐后无下降,胃旁路手术后ghrelin持续抑制;GLP-1受体激动剂(如利拉鲁肽)已成为糖尿病/肥胖治疗靶点
• 帕金森病(PD):EECs表达α-突触核蛋白(α-synuclein),可能通过迷走神经将错误折叠蛋白传递至中枢,GLP-1类似物在临床试验中显示神经保护作用
• 精神分裂症:EECs特异性表达的PPP3CA基因(编码钙调磷酸酶)与肠道-脑信号传导异常相关
• IBD:肠铬细胞(EC)增生导致5-HT过量,而PYY分泌减少加剧炎症
前沿研究技术与挑战
类器官模型可实现人类EECs体外分化(分泌5-HT、CCK等),但缺乏微生物组互作环境;Ussing chamber系统用于短时程激素分泌研究。单细胞RNA测序揭示EECs异质性,而CRISPR/Cas9技术为基因编辑提供工具。当前瓶颈在于建立长期存活的原代细胞培养体系,以及开发能整合微生物组因素的动态模型。
未来研究将聚焦EECs在肠-脑轴中的时空特异性调控,探索微生物代谢物(如色氨酸衍生物)如何通过TRPA1受体影响5-HT合成,以及开发基于饮食-微生物组-EECs三联调控的个性化治疗策略。
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