科学家发现肠道新“技能”：“弹”走毒素！

8月7日发表在《美国国家科学院院刊（PNAS）》上的一项研究，来自美国杜克大学的研究团队发现，斑马鱼肠道内的细胞（可能也包括人类）在面对某些毒素时会使用一种不同寻常的防御机制—— “按下弹出键”，排出有害物质。杜克大学的研究生Ted Espenschied说：“肠道的工作非常具有挑战性，它需要处理我们摄入或产生的各种化学物质，而其中有些是具有破坏性的。因此，它已经进化出许多抵御这些破坏作用的有趣方法。”这项研究是Espenschied毕业论文的一部分。该研究团队测试了超过20种非甾体抗炎药(NSAID)，试图将斑马鱼作为研究肠道化学损伤的新模型。这种鱼的饲养成本很低且易于繁殖，最重要的是，它们在生命早期是半透明的，很容易通过罐水进行化学品接触和测量其环境条件。在这项研究中，研究人员发现了一些意外事件。杜克大学微生物中心主任、分子遗传学和微生物学助理教授John Rawls说：“通常情况下，药物会产生多种脱靶效应。”但在他们测试的药物中，似乎只有一种名为Glafenine的非甾体抗炎药给斑马鱼带来了可测量的差异。三十年来，它一直是欧洲和中东地区使用的一种非处方口服止痛药，但在发现与肾脏和肝脏损伤有关后被下架。Glafenine通过一种叫做“剥离（delamination）”的过程使斑马鱼在一夜之间脱落了多达四分之一的肠上皮细胞。研究人员在过去没有意识到，剥离看起来是灾难性的，但实际上是一种高效的防御策略。肠道内壁是一层紧密排列的指状上皮细胞。当肠上皮细胞受到损伤时，它会以某种方式被标记为“破坏”。在“剥离”过程中，邻近的上皮细胞推动注定要死亡的细胞，以放松其锚定的基底膜。相邻的细胞不断涌进推挤受损细胞，最终使其“弹出”到肠道中，走上死亡之路。Espenschied非常关注这项意外的发现，他说：“我们没有料到‘剥离’过程具有保护作用。只有一种NSAID具有这种导致肠上皮剥离的惊人作用，我们还在绞尽脑汁地研究它。”Rawls补充说：“因此我们进行了追踪研究。”经过多次实验并对Glafenine的化学特性进行详细分析后，Espenscheid确定，对肠道有害的并不是非甾体抗炎药的性质，而是它抑制一种细胞结构的能力，这种结构被称为多重耐药性（MDR）外排泵，这在非甾体抗炎药中显然是独一无二的。这些外排泵的存在有助于从细胞内部清除有害的化学物质。癌症研究人员一直有兴趣寻找阻断MDR外排泵的方法，因为肿瘤利用这些外排泵将化疗药物排出癌细胞，阻碍了癌症治疗。Rawls说：“对于它在正常细胞中的作用所知甚少。但我们确实知道，如果你阻止它们，细胞就无法清除有毒物质，问题也会就随之而来。当Glafenine阻断了斑马鱼的MDR外排泵，肠道就会发生‘剥离’过程，但研究人员还没能确定这一机制。”Espenschied说：“我们还不清楚哪些细胞会被剥离，及其被剥离的原因。这些细胞与相邻细胞之间的差异是个有趣的问题，目前我们还无法解答。”Rawls说：“‘剥离’是应对多种不同攻击的共同解决方案。但要弄清楚它是否会导致损伤和疾病，或者是否是为了应对损伤而产生的有益适应，这一直是一项挑战。我们的研究表明，这一过程实际上是有益的。”
（责任编辑：tqh）