胃和食管的交匯點，即所謂的胃食管交界處，是人體中不太適合現代生活方式的區域。壓力、酒精、尼古丁和嚴重肥胖往往會引發該區域粘膜的病理變化，常常導致食道癌。

一個國際研究小組現在對細胞的發育、細胞之間的通訊以及它們在食道和胃交界處的調節有了新的見解。借助專門開發的微型器官(所謂的類器官)，以及能夠跟蹤和分析單個細胞的技術，他們已經能夠詳細跟蹤胃食管連接處從胚胎到成年階段的發育情況使用動物實驗。

對胃腸道發育的新見解

他們的結果揭示了細胞水平上的復雜通信以及這些細胞用于通信的特定途徑。它們為胃食管連接部的發育提供了新的見解，從而對胃腸道疾病的理解、預防和治療具有重要意義。同時，它們為醫學研究和新療法的開發提供了新的起點。

Cindrila Chumduri 負責這項研究，該研究現已發表在《自然通訊》雜志上。直到最近，這位感染和癌癥生物學家還是維爾茨堡朱利葉斯·馬克西米利安大學 (JMU) 微生物學系的研究組組長;她現在是奧爾胡斯大學(丹麥)的副教授。其他參與者來自夏里特醫學大學和柏林馬克斯·普朗克感染生物學研究所。

“這次合作強調了不同專業知識對于提高我們對胃腸道生物學的理解的重要性，”Chumduri 說。她本人在類器官研究方面擁有多年的經驗。除此之外，她還利用自己開發的微型器官來研究子宮頸細胞如何退化和癌變——子宮頸是不同類型粘膜細胞碰撞的另一個區域。

不同上皮細胞相遇的地方

“食管的鱗狀上皮和胃的柱狀上皮在胃食管交界處相遇，”該研究的第一作者之一 Naveen Kumar Nichal 博士解釋道。該區域被稱為“化生發展的熱點”——一種類型的細胞被另一種類型的細胞取代。

巴雷特食管是食管癌的前兆，經常在那里發生，在過去四十年中，西方世界的病例數量急劇增加。這位科學家說：“巴雷特食管的特點是食管中固有的鱗狀上皮被該組織中通常不存在的其他細胞類型取代。”

然而，目前尚不清楚為什么該地區如此容易受到這一過程的影響。因此，為了更好地理解這種轉變，首先有必要詳細解讀從胚胎到成熟成人的正常發育過程。該研究的另一位研究員 Rajendra Kumar Gurumurthy 博士解釋說：“這是確定引發疾病進展的組織變化的唯一方法。”

前所未有地洞察該地區的發展

現在這一目標已經實現：通過使用一種將類器官和小鼠模型與先進的單細胞轉錄組分析相結合的新方法，研究小組揭示了胃食管連接處的復雜發育過程。參與這項研究的另一位科學家 Pon Ganish Prakash 解釋說：“我們能夠對小鼠從胚胎階段到成年期的這一區域的發育提供前所未有的洞察，并確定所涉及細胞的復雜組成及其發育方式。”

這項工作展示了胃食管連接處不同細胞類型之間復雜的通訊以及所涉及的信號通路。 “這一認識為胃腸道疾病的研究開辟了新的途徑，”辛德里拉·查姆杜里 (Cindrila Chumduri) 說。

研究小組在研究中寫道，最重要的是，他們研究中單細胞分析的精確度為了解病理過程如何發展和開發創新治療方法打開了新的大門。因此，這項工作將成為“了解此類疾病發展的基石”，并將對消化系統這一重要部分疾病的早期檢測和治療方法產生重大影響。