钙卫蛋白有什么功能? GUT综述“一网打尽” | 热心肠日报

今天是第1949期日报。

钙卫蛋白有哪些生物学功能？（综述）

Gut[IF:23.059]

① 钙卫蛋白是一种已知的、可用于疑似或确诊炎性肠病（IBD）患者临床决策的生物标志物；② 粪便钙卫蛋白水平与IBD临床或内镜下疾病活动度显著相关；③ 健康状态下，钙卫蛋白具有对免疫防御至关重要的免疫调节功能，如中性粒细胞趋化性和多种二价金属离子的螯合；④ 在慢性炎症性疾病中，钙卫蛋白可能通过细胞因子受体参与和活性氧的产生推动疾病进程；⑤ 更好地了解肠道中钙卫蛋白的生物学功能可能对未来IBD的新诊断和治疗进展有重要意义。

Calprotectin: from biomarker to biological function
06-18, doi: 10.1136/gutjnl-2021-324855

【主编评语】粪便中的钙卫蛋白(CP)可区分肠道炎症和非炎症性疾病，并可表征人类IBD的病程。Gut发表的综述文章，通过临床和基础研究方面的分析，总结了钙卫蛋白在健康和疾病中的作用。并进一步提出，对CP在肠道内外的生物学功能的机制认识，或有助于IBD患者的个性化治疗。（@nana）

利用人工智能评估溃疡性结肠炎

Gastroenterology[IF:22.682]

① 溃疡性结肠炎（UC）的内窥镜结果和活检结果常存在差异；② 纳入2012例UC患者的40758张结肠镜图像和6885个活检结果，构建深度神经网络模型（DNUC）；③ 对875例结肠镜检查的UC患者进行前瞻性研究，以内镜医师结果为参考标准，DNUC 准确率90.1%，kappa系数为0.798；④ DNUC与内镜医师UCEIS评分的组内相关系数为0.917；⑤ DNUC鉴别组织学缓解患者准确率为92.9%，与活检结果kappa系数为0.859；⑥ DNUC无需粘膜活检即可准确识别症状缓解的患者。

Development and Validation of a Deep Neural Network for Accurate Evaluation of Endoscopic Images From Patients with Ulcerative Colitis
2020-02-11, doi: 10.1053/j.gastro.2020.02.012

【主编评语】近期研究表明，人工智能(AI)和深度学习在各种医疗和内窥镜领域可能存在作用。Gastroenterology发表的文章，试图开发一种基于内镜下UC图像的深度神经网络系统(DNUC)，以达到与内窥镜专家同等的准确评估水平。此外，该研究的目标是创建一个AI系统来预测内镜图像的组织学缓解，以降低活检的成本和固有风险。结果表明，用DNUC评估来自UC患者的内镜图像，识别那些内镜缓解和组织学缓解的准确率分别为90.1%和92.9%。因此，DNUC可以在不需要粘膜活检采集和分析的情况下识别缓解患者。（@nana）

IBD患者的表型和基因型对血浆蛋白质组有什么影响？

Journal of Crohn's and Colitis[IF:9.071]

① 纳入1028例IBD患者（567名CD患者，461名UC患者）及148名健康对照，分析蛋白质与表型相关性及遗传学对蛋白水平的影响；② 32种蛋白质在IBD患者与健康对照间存在显著不同，其中22种与炎症无关；③ 69种血浆蛋白与17种临床表型及因素相关，有回肠疾病或有回肠盲肠切除术史的CD患者成纤维细胞生长因子-19水平降低，抽烟降低IL-12B蛋白水平；④ 发现13个新的顺式数量性状位点（QTL），FUT2的反式QTL影响CCL25蛋白水平并降低粪便丁酸产生菌丰度。

The Effect of Phenotype and Genotype on the Plasma Proteome in Patients with Inflammatory Bowel Disease
09-07, doi: 10.1093/ecco-jcc/jjab157

【主编评语】Journal of Crohn's and Colitis发表的研究，分析了IBD表型、基因型与血浆蛋白质组的关系。研究结果表明，在一大批IBD患者中，基因型和人类血浆蛋白质组之间存在着复杂而丰富的相互作用，与人口统计学和临床特征密切相关。本研究强调了基因型、表型和循环蛋白之间的密切关联，或可有助于改善IBD疾病的防治。（@nana）

利用独特的成像技术鉴别与IBD有关的细胞

Gastroenterology[IF:22.682]

① 纳入24名个体（IBD和健康对照），利用流式质谱成像（IMC）平台对肠段进行高度多重图像分析，并对组织完整性、上皮活性和免疫细胞组成进行分析；② IBD中上皮细胞增殖和HLA-DR（人白细胞抗原DR型）的表达增加，与炎症的严重程度相关，同时CD14+单核细胞、浆细胞和Tregs富集，；③ 邻域分析揭示：IBD肠黏膜Tregs优先与CD68+巨噬细胞、CD4+ T细胞和浆细胞作用；④ 在CD患者，而非UC患者中，Tregs优先与活化的溶菌酶C+CD68+巨噬细胞相互作用。

Highly multiplexed image analysis of intestinal tissue sections in patients with inflammatory bowel disease
09-14, doi: 10.1053/j.gastro.2021.08.055

【主编评语】免疫系统参与IBD疾病发生发展的机制尚不完全清楚，IBD研究的一大挑战是疾病的异质性，以及缺乏对肠道黏膜中免疫细胞如何互作的理解。Gastroenterology发表的文章，利用IMC（Imaging mass cytometry）在人IBD组织上进行靶向空间蛋白质组学，以量化炎症黏膜环境中的上皮完整性和免疫细胞组成，并通过分析患者活检样品邻近组织切片的H&E染色，获得基于组织学炎症严重程度的图像分析。最后，利用邻域分析，阐明CD和UC中调节性T细胞与其他免疫细胞类型的细胞间相互作用。本研究结果提示，IMC可用于表征IBD的炎症环境，是一个具有广阔应用前景的工具，如用于确定IBD的亚群及治疗效果的生物标志物等。（@nana）

胞外ATP水解酶E-NTPD8是如何缓解结肠炎症的？

PNAS[IF:11.205]

① E-NTPD8（外核苷三磷酸二磷酸水解酶8）在大肠上皮细胞中高表达，并水解微生物来源的肠道内ATP；② 在Entpd8−/−小鼠中，消除单核细胞和中性粒细胞，而不是适应性免疫细胞，可以缓解DSS诱导的结肠炎；③ 髓系细胞中的ATP-P2X4受体轴加重了Entpd8−/−小鼠结肠炎；④ 细胞外ATP通过P2X4受体诱导Ca2+内流，促进中性粒细胞的糖酵解，进而抑制Gr-1+ CD11b+细胞凋亡，同时增加细胞内的活性氧水平。

The ATP-hydrolyzing ectoenzyme E-NTPD8 attenuates colitis through modulation of P2X4 receptor–dependent metabolism in myeloid cells
09-28, doi: 10.1073/pnas.2100594118

【主编评语】粘膜免疫细胞和肠道微生物释放的细胞外三磷酸腺苷(ATP)能引发多种免疫反应，从而导致肠道炎症的发生。在小肠上皮细胞中，外核苷三磷酸二磷酸水解酶(E-NTPD)7对管腔ATP的水解对控制T辅助17 (Th17)细胞数量至关重要。然而，结肠中微生物来源的ATP调控的分子机制仍然知之甚少。PNAS发表的文章，研究了E-NTPD8在维持肠道稳态中的免疫调节功能。Entpd8缺乏的小鼠结肠内管腔ATP浓度增加，这导致中性粒细胞存活时间延长，因为P2X4受体(P2X4R)促进糖酵解，从而加剧了右旋糖酐硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎。因此，E-NTPD8通过控制髓系细胞中P2X4受体的糖酵解代谢改变来抑制肠道炎症。（@nana）

相比于粪菌移植，饮食干预可更好地缓解溃疡性结肠炎

Journal of Crohn's and Colitis[IF:9.071]

① 62名轻中度活动性UC患者随机分为3组：粪菌移植（1次经结肠镜，2次直肠灌肠）、粪菌移植+UC排除饮食（UCED）、UCED；② 干预8周后，粪菌移植组、粪菌移植+UCED组、UCED组的临床缓解率（无需使用类固醇）分别为11.8%、21.1%及40%；③ 粪菌移植组、粪菌移植+UCED组、UCED组的内镜缓解率分别为12%、16%及27%，黏膜愈合率分别为0%、0%及20%，疾病恶化率分别为17.6%、21.1%及6.7%。

Use of Fecal transplantation with a novel diet for mild to moderate active ulcerative colitis: The CRAFT UC randomized controlled trial
09-13, doi: 10.1093/ecco-jcc/jjab165

【主编评语】Journal of Crohn's and Colitis上发表的一项随机对照试验结果，在62名轻中度活动性溃疡性结肠炎（UC）患者中进行了8周干预后发现，相比于单独的粪菌移植，或粪菌移植+饮食干预，单独的饮食干预（减少含硫氨基酸、蛋白质、血红素、动物脂肪、饱和脂肪、食品添加剂的摄入，增加色氨酸、抗性淀粉及天然来源果胶的摄入）可更好地诱导临床缓解及黏膜愈合。（@aluba）

Nature子刊：IBD转录组和宏转录组meta分析平台

Nature Computational Science[IF:N/A]

① 纳入26项独立研究中已公开的IBD患者和对照个体的多种组织样本（回肠、结肠、粪便等）的RNA测序数据集，建立IBD的转录组和宏转录组的荟萃分析（TaMMA）的交互式开源平台；② 研究者可用该平台对患者的基因表达以及微生物组的多样性和相对丰度（细菌、病毒、古菌、真菌）等数据进行荟萃分析和比对；③ 但因为缺乏患者的meta数据，无法对患者特征进行分层或聚类；④ 由于样本量的增加，该工具有更强的统计功效，将帮助深入挖掘IBD发病机理。

The Inflammatory Bowel Disease Transcriptome and Metatranscriptome Meta-Analysis (IBD TaMMA) framework
08-20, doi: 10.1038/s43588-021-00114-y

【主编评语】Nature Computational Science近期发表文章，介绍了一个用于炎症性肠病（IBD）转录组和宏转录组荟萃分析的平台，可用于相关研究的数据挖掘。（@mildbreeze）

IBD药物研发模型和靶向递送技术（综述）

Advanced Drug Delivery Reviews[IF:15.47]

① 在IBD药物研发临床前模型中，2D细胞培养、3D细胞共培养、类器官、离体培养、微流控、菌群共培养等人体外模型有独到优势；② 靶向性药物递送系统能提高药物（抗体、小分子、核酸等）在作用位点的生物利用度并减少脱靶不良反应，可经口服、直肠、静脉及皮下途径给药；③ 基于生物学（细菌、细胞/细胞成分和病毒为载体）和纳米技术（非特异性靶向纳米颗粒（NP）、刺激响应性NP、细胞特异性靶向NP等）的药物递送系统，有较好的临床应用前景。

Drug delivery to the inflamed intestinal mucosa- targeting technologies and human cell culture models for better therapies of IBD
06-19, doi: 10.1016/j.addr.2021.113828

【主编评语】如何将药物（如炎性细胞因子特异性的抗体）靶向递送至所需的作用位点，是目前炎症性肠病（IBD）药物研发中需要解决的一大难题。Advanced Drug Delivery Reviews近期发表长综述，介绍了相关临床前模型的应用现状潜力和局限性，并详细阐述了基于生物学和纳米技术的靶向药物递送系统领域的进展，以及促进其临床转化的潜在改进空间。（@mildbreeze）

Nature子刊：综述基因技术防控蚊媒疾病

Nature Communications[IF:14.919]

① 蚊虫是登革热、疟疾等疾病的重要传播媒介，给全球健康造成重大威胁；② 作者针对生物防控和基因工程技术对蚊虫防控开展讨论，并围绕两种新防控策略论述其最新的研究进展；③ 研究结果表明，生物防控利用沃尔巴克氏菌 (Wolbachia) 进行垂直传播来阻断病原体，而基因工程则通过改变蚊子基因来抑制种群；④ 沃尔巴克氏菌 和转基因工程技术防控策略有望替代传统的蚊媒疾病防控方法。

Combating mosqulto-borne diseases using genetic control technologies Nature Communications
07-19, doi: 10.1038/s41467-021-24654-z

【主编评语】登革热和疟疾等蚊媒疾病对全球健康造成严重负担。目前已经开发出阻断病原体的沃尔巴克氏菌或基于基因组工程的蚊子控制策略来解决这些问题，这两者都需要将经过改造的蚊子释放到环境中。本研究中，作者回顾了这两种有前途的技术的最新发展、显著的相似之处和重要区别，并讨论了它们在蚊媒疾病控制中的未来应用。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：Dr.Smile，药农，Johnson，Ferryman，耿六一，aluba，白蓝木，舒莉，刘永鑫-中科院-宏基因组

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