基于小肠类器官单层培养体系探讨FGF10对成人短肠综合征残余小肠形态及功能代偿的促进作用及机制

Intestinal rehabilitation (IR) is defined as a systematic approach on top of nutritional support that stimulates morphologic and functional adaptation of the remnant intestine in patients with short bowel syndrome (SBS), with the aim to restore enteral autonomy and wean patients off parenteral nutrition (PN) by increasing the absorptive potential of the remnant intestine. Despite the increased number of in-depth studies in recent years, the therapeutic outcomes of IR remain unsatisfactory. Today, there exists an urgent need for improved IR therapy that enhances intestinal adaptation of SBS patients. Our previous researches have demonstrated that fibroblast growth factor 10 (FGF10) could not only increase villus height and crypt depth, but also facilitate glucose absorption of the remnant small intestine in a rat model of SBS. However, this animal model does not fully recapitulate the disease pathophysiology that occurs in human SBS. In the current study, we will use enteroid monolayers derived from adult SBS to explore the effect and mechanism of FGF10 on morphologic and functional adaptation of the remnant intestine, hoping to provide new scientific evidence for IR therapies and eventually improve the prognosis of SBS patients.

肠康复治疗是指在营养支持的基础上通过促代偿治疗，最大程度促进短肠综合征（SBS）患者残余小肠发生结构和功能代偿来改善肠道吸收功能，以减少甚至摆脱对PN的需要。尽管越来越多的学者对SBS肠康复治疗进行了深入的研究，但近年来研究提示，现有的肠康复治疗效果也是极其有限的。因此，寻找新型肠康复治疗方案，更好地促进SBS患者残余小肠形态及功能代偿，已经成为临床亟待解决的难题。我们的前期研究发现，成纤维细胞生长因子10（FGF10）不仅可以增加SBS大鼠残余小肠的绒毛高度及隐窝深度，还可以促进残余小肠对葡萄糖的吸收。但动物模型并不能完全模拟人体，并且临床药物试验存在诸多困难。因此，在本课题中我们将采用成人SBS小肠类器官单层培养体系，探讨FGF10在促进成人SBS残余小肠形态与功能代偿、调节离子转运及改善黏膜屏障功能中的作用，明确其分子机制，为SBS患者的肠康复治疗提供理论依据，进一步改善患者的预后。

短肠综合征（short bowel syndrome, SBS）整体预后较差，传统的肠康复治疗方案效果极其有限。因此，寻找新型肠康复治疗药物并探索其生物学机制值得进一步研究。成纤维细胞生长因子10（fibroblast growth factor 10, FGF10）作为成纤维细胞生长因子家族成员之一，其主要的生物学效应是通过调节细胞的增殖、分化和迁移，进而介导胚胎时期组织器官的形成发育及成年时期组织器官的修复。我们的前期研究发现，FGF10可以增加SBS大鼠残余小肠的绒毛高度及隐窝深度，促进SBS形态学代偿。但FGF10是否可以同时促进SBS功能学代偿，以及其具体的生物学机制尚未阐明。此外，动物模型并不能完全模拟人体。因此，本研究拟从构建成人SBS小肠类器官单层培养模型入手，探究FGF10促进SBS残余小肠形态与功能代偿、调节离子转运及改善黏膜屏障功能的作用及机制，有望进一步改善SBS预后。.我们通过消化内镜和外科手术获取成人SBS小肠组织标本，进行小肠类器官原代培养及长期扩增；并在此基础上，使用transwell系统，建立小肠类器官单层培养模型。基于该模型，我们探究了FGF10处理后细胞增殖相关基因的mRNA和蛋白表达，发现FGF10可以特异性的上调Ki-67的mRNA和蛋白表达。进一步我们还探究了FGF10处理后葡萄糖转运载体（SGLT1、GLUT2）和细胞间紧密连接相关蛋白（Claudin-1、Occludin、ZO-1）的mRNA和蛋白表达，发现FGF10处理后SGLT1、GLUT2、Claudin-1、Occludin、ZO-1的mRNA和蛋白表达上调。本研究首先成功建立了成人SBS小肠类器官原代培养和长期扩增体系，并在此基础之上成功构建了小肠类器官单层培养模型，并进一步阐明了FGF10促进SBS残余小肠形态学代偿的作用及机制，同时证实了FGF10可以改善SBS残余小肠的葡萄糖吸收功能和黏膜屏障功能。因此，FGF10可以作为一种潜在的新型肠康复治疗药物，对改善SBS预后具有一定的价值。