Development：新研究揭示一种导致肠道旋转不良的潜在原因

我们的肠道至少有 15 英尺长，它是如何在我们的身体内正常安装的呢？随着消化系统的生长，肠管会经历一系列剧烈的循环和旋转，以包裹不断延长的肠道。如果肠道在发育过程中不能正常旋转，就会导致一种普遍存在但却鲜为人知的先天性异常，即肠道旋转不良（intestinal malrotation）。

如今，在一项新的研究中，来自美国北卡罗来纳州立大学的研究人员发现了导致这种危及生命的疾病的潜在原因。相关研究结果于2024年2月19日在线发表在Development期刊上，论文标题为“Developmental regulation of cellular metabolism is required for intestinal elongation and rotation Icon for The Forest of Biologists”。

每500个新生儿中就有1个患有肠旋转不良，但人们对它的内在原因并不十分清楚。要找出肠道旋转可能出现问题的原因，科学家们首先需要了解正常发育过程中的肠道旋转，这一复杂的过程至今仍令生物学家感到困惑。

论文通讯作者、北卡罗来纳州立大学的Nanette Nascone-Yoder博士及其研究团队决定利用青蛙体内一个成熟的系统。Nascone-Yoder 博士解释说，“脊椎动物、青蛙和人类有着共同的祖先，并且有许多相似的解剖特征，包括逆时针方向旋转的肠道。由于青蛙胚胎只需几天时间就能发育完成，而且非常容易进行实验，因此我们可以利用它们快速检验有关肠道旋转不良过程中如何以及为什么会出现问题的新假设。”

Nascone-Yoder博士说，“青蛙胚胎在培养皿中发育，而且当肠道发育时，它们是透明的，因此它们可以暴露在药物或环境化学物中，以筛选出能够导致肠道旋转不良的物质。”

这些作者筛选的化合物之一是除草剂阿特拉津（atrazine）。他们发现，接触阿特拉津后，青蛙肠道反向（顺时针）旋转的频率大大增加，因此决定以阿特拉津为重点，进一步研究肠道旋转不良。

论文第一作者Julia Grzymkowski 博士发现，接触阿特拉津会破坏青蛙胚胎的代谢（为生物过程提供能量的化学反应）。青蛙胚胎中的代谢失衡使肠道中的一系列细胞过程脱轨——细胞无法适当地生长、分裂和重新排列，从而无法推动肠道的适当伸长和旋转。

图片来自Development, 2024, doi:10.1242/dev.202020

Nascone-Yoder博士强调说，“虽然我们发现阿特拉津会导致青蛙肠道旋转不良，但这些结果并不一定意味着这种除草剂会导致人类肠道旋转不良，因为在我们的筛选中，蝌蚪接触到的阿特拉津比环境中通常发现的含量高出1000倍。不过我们的研究结果确实有力地表明，受阿特拉津影响的相同细胞代谢过程受到干扰，例如，通过暴露于环境中的其他化学物质和/或影响代谢的基因变异，可能会导致人类肠道旋转不良。”

这项新的研究刚刚开始揭示胚胎发育过程中导致肠道旋转不良的原因。Nascone-Yoder博士团队希望能扩展这项研究。“我们的研究结果为探索这种普遍出生异常的根本原因提供了新的途径。我们如今开始深入研究协调肠道伸长和旋转这一复杂过程的细胞事件。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Julia K. Grzymkowski et al. Developmental Regulation of Cellular Metabolism is Required for Intestinal Elongation and Rotation. Development, 2024, doi:10.1242/dev.202020.

Frog embryo study helps scientists unravel the human birth anomaly of intestinal malrotation
https://medicalxpress.com/news/2024-02-frog-embryo-scientists-unravel-human.html