约翰霍普金斯儿童中心的研究人员发现了一条与锌相关的基因通路，该通路在小鼠中具有潜在的应用前景，这可能为使用锌基补充剂来帮助患有一种被称为短肠综合征（SBS）的罕见疾病的个体铺平道路。
约翰霍普金斯儿童中心的研究人员在小鼠中 pinpointed了一条与矿物质锌相关的基因通路，这可能最终导致使用锌补充剂来帮助受罕见疾病短肠综合征（SBS）影响的人。
这项研究于10月7日发表在《自然通讯》上，标志着为患有这一复杂健康问题的儿童和成人创造更有效治疗选项的进展。
SBS在美国影响大约10,000到20,000名患者，导致小肠受损和缩短。虽然有些儿童可能天生患有SBS，但它更常见的原因是如坏死性小肠结肠炎等情况，尤其是影响早产儿肠道。
SBS患者在从食物中吸收必要的营养物质方面存在困难，通常需要静脉营养支持，面临显著的并发症，包括营养不良、脱水、非自愿性体重减轻，甚至死亡。标准治疗策略——如专门饮食、手术，以及偶尔的小肠移植——只能提供部分缓解并可能导致如感染和长期住院等副作用。
约翰霍普金斯儿童中心的首席外科医生和该研究的主导作者戴维·哈卡姆解释说：“短肠综合征是一个重要问题，深刻影响着被诊断者及其家庭的生活。”这项研究的目的是探索SBS患者的新潜在治疗选项。有趣的是，他们发现了锌的一个先前未知的功能，能够帮助保护和促进SBS患者剩余肠道组织的生长。
最初，研究人员利用一种表现出与人类相似特征的SBS小鼠模型。他们调查了缩短肠道结构随时间变化的情况，发现绒毛——小肠中微小的、像毛发一样的结构，负责营养吸收——开始变长，作为一种自然反应。
哈卡姆指出：“绒毛正在适应，仿佛它们在寻求更多的营养。”然而，他提到这些绒毛无法完全“恢复”或修复自己。
团队随后考虑了人类SBS患者的愈合过程如何进行，发现了可能有助于肠道适应和愈合的基因通路。为了探讨这一点，他们将人诱导干细胞移植到小鼠体内，从而促进类人肠道结构的生长。
通过单细胞RNA测序，研究人员评估了小鼠肠道中特定基因的表达。这项分析使他们能够绘制出多个基因通路，并查看哪些基因影响了恢复，哈卡姆表示。
在一个月的恢复后，他们检查了在肠道适应和愈合的过程中被激活或失活的基因。他们发现锌运输基因SLC39A4和SLC39A5在小肠中显著上调，表明它们在肠道恢复中的作用。通过定量聚合酶链反应（qPCR），一种量化基因表达的方法，他们注意到实验对象中这些锌运输基因水平比对照组高出4到5倍。
为了评估锌补充是否能够增强肠道功能和愈合，他们给予一些SBS小鼠高锌液体饮食（每天每公斤65毫克的醋酸锌）。采用高锌饮食的小鼠不仅比采用标准或缺锌饮食的小鼠更有效地增加体重，而且还显示出典型SBS症状的部分逆转。到第一周末，采用标准缺锌饮食的小鼠体重平均减少了13.38 ± 1.11%，而接受额外锌的小鼠仅减少了7.1 ± 1.19%。重要的是，高锌饮食改善了存活率——85.7%对66.67%——并由于绒毛更健康、更长，使肠道更好地吸收营养和液体。“总之，我们发现增加锌摄入支持了小鼠的更好恢复，并提高了它们的存活前景，”参与研究的研究员和外科实习生玛梅·桑帕说。
为了在人体样本中验证这些观察结果，研究人员分析了2008年至2020年在圣路易斯华盛顿大学接受内窥镜或手术治疗的26名个体（14例SBS）的组织。他们的分析发现，SBS患者的SLC39A5基因RNA水平显著更高，而另一个关键锌基因SLC39A4的水平在两组之间一致。然而，这些基因产生的蛋白质——锌运输蛋白ZIP4和ZIP5——在SBS患者的肠道细胞中的位置与对照组不同。这些发现表明，SBS患者正在积极吸收尽可能多的锌，并表明锌补充在管理SBS中的治疗潜力。
尽管研究人员强调需要更多的研究，包括动物试验和临床研究，以确认锌补充剂在人体治疗中的安全性和有效性，但他们认为这些发现为短肠综合征提供了有价值的见解。
哈卡姆评论道：“我们的研究结果给面临SBS的患者及其家庭带来了希望。新、安全和有效的治疗选择可能即将到来。”
除了哈卡姆和桑帕，约翰霍普金斯的研究作者还包括汉娜·穆尔、拉希尔·阿哈德、约翰尼斯·迪斯、彭·卢、卡拉·洛佩斯、史蒂夫·斯坦威、丹尼尔·舍斯、扎卡里亚·拉乌夫、坪井高市、杰弗里·丁、康纳·卡普托、麦迪逊·麦克法兰、威廉·富尔顿、王三霞、王梅根、托马斯·普林德尔、塞缪尔·阿莱什，以及奇因德尔·索迪。圣路易斯华盛顿大学医学院的作者包括瓦雷德·加济特和黛博拉·鲁宾。
这项研究得到了国家卫生研究院的资助，特别是R35GM141956和T32DK007713奖项。
根据约翰霍普金斯大学医学院的政策，没有作者报告任何利益冲突。
