リナクロチドは嚢胞性線維症患者に期待が持てるって。
研究によると、リナクロチドは嚢胞性線維症において重炭酸塩の分泌を増加させるらしい。
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重炭酸塩は消化器系で重要な物質で、特に小腸の最初の部分である十二指腸で大事なんだ。胃から酸性の内容物が十二指腸に放出されて、重炭酸塩がその酸性を中和する手助けをしてる。この作用は腸の内壁を守って、食べ物の消化を助ける酵素にとって適切な環境を作るんだ。
嚢胞性線維症(CF)っていう遺伝的な病気の人では、重炭酸塩の分泌が減ることが多いんだ。これが栄養失調などの腸のさまざまな問題につながる。CFでは、重炭酸塩と塩化物イオンを運ぶ役割を果たすCFTRっていうタンパク質が欠陥があって、これはこの病気の人にとって大きな問題なんだ。
リナクロチドとその影響
リナクロチドは特定のタイプの便秘を治療するために承認された薬なんだ。これは大腸菌が出す毒素と似た働きをするんだ。リナクロチドとその毒素は腸内の特定の受容体に結合して、塩化物の分泌を増やしてナトリウムの吸収を妨げる。これによって腸内のイオンバランスが変わって、液体の動きに影響を与えて、腸の機能を助けるんだ。
そのメカニズムから、研究者たちはリナクロチドがCFの人の十二指腸の重炭酸塩分泌にも影響を与えるかどうかを疑問に思った。そして、これを調べるために一連の実験が行われた。
重炭酸塩分泌に関する実験
実験では、動物モデル、特にマウスと人間のサンプルが使われた。リナクロチドがこのプロセスにどのように影響するかを見て、十二指腸の重炭酸塩分泌を測定した。
マウスの研究
マウスでは、リナクロチドを投与すると、特定の濃度で重炭酸塩の分泌が大幅に増加することがわかった。研究者は、低用量のリナクロチドが持続的に重炭酸塩のレベルを増加させ、一方でさらに低用量は短期間の上昇にとどまることを観察した。
さらに、リナクロチドの効果と、以前に重炭酸塩の分泌を促進することが示された熱安定性腸毒素STaの効果を比較した。その結果、リナクロチドもSTaと同様に重炭酸塩の分泌を刺激することが示唆され、治療の可能性があることが示された。
人間の研究
人間の研究では、酸塩基バランスに問題を抱えていない個人からの内視鏡的生検が使用された。リナクロチドはこの人間のサンプルでも重炭酸塩の分泌を刺激した。重炭酸塩の分泌の増加は重要だったけど、測定された電流の変化は特に見られず、マウスモデルとは異なるメカニズムを示唆していた。
CFTRと重炭酸塩分泌
リナクロチドの作用がCFTRタンパク質に依存しているかどうかを理解することに重点が置かれた。CFTRの活動を特定の阻害剤でブロックした実験では、リナクロチドが依然として重炭酸塩の分泌を刺激していることがわかった。これはリナクロチドの効果がCFTRに依存していないことを示している。これにより、CFTRが機能していない患者にとってリナクロチドが利益をもたらす可能性があることが示唆される。
別の経路
さらに深く掘り下げるために、研究者たちはDRAという別の輸送体がリナクロチドによって刺激される重炭酸塩の分泌に役割を果たす可能性を模索した。DRAは塩化物/重炭酸塩の交換体で、特にCFTRが機能していない場合にはこのプロセスで重要な役割を果たす可能性がある。実験では、DRAをブロックするとリナクロチドによって誘発された重炭酸塩の分泌が減少し、それが重要であることを確実にした。
DRAの発現の変化
研究者たちはリナクロチドが腸細胞のDRAの発現に影響を与えるかどうかを理解しようとした。人間の腸細胞をリナクロチドで刺激した実験では、細胞表面でのDRAの発現が増加したことがわかった。この増加はリナクロチドが十二指腸で重炭酸塩のレベルを上げる理由を説明する手助けになるかもしれない。
CFTRがない場合、リナクロチドの存在はDRAが細胞膜を越えて重炭酸塩を輸送する能力を高めるように見えた。これはCFTRが機能していない状況でDRAの活動を高めることが有益な戦略かもしれないことを示唆している。
pHレベルと重炭酸塩輸送
細胞内pH(pHi)の調整も重炭酸塩輸送には重要なんだ。CFTRの活動がブロックされると、細胞内pHが上昇して、DRAが膜にトラフィックされることが増えることが示唆され、pHiが重炭酸塩の輸送に重要な役割を果たすことを示している。pHiが上昇することで、細胞が重炭酸塩の輸送を増加させることが起こるかもしれない。
嚢胞性線維症患者への影響
CFの人にとって、これらの発見はリナクロチドが重炭酸塩分泌の問題を解決するための代替治療として役立つかもしれないことを示唆している。DRAを通じて重炭酸塩の輸送を刺激できるので、CF患者の腸の健康を改善するための潜在的な治療オプションとして考えられる。
特に、リナクロチドによる重炭酸塩分泌の増加は、栄養吸収不良に関連する症状を軽減し、全体的な消化健康を改善するのに役立つかもしれない。これは消化器系に関連する合併症をよく経験するCF患者にとって特に価値がある。
結論
要するに、研究によるとリナクロチドは十二指腸で重炭酸塩分泌を刺激できることがわかった。CFTRの機能とは独立してこの作用があり、DRA輸送体に関与していて、細胞内pHレベルに影響されるようだ。CF患者にとってリナクロチドの潜在的な利益は注目に値するもので、重炭酸塩の分泌を増やして消化機能を改善する新しい方法を示すかもしれない。
さらに、関与するメカニズムを完全に理解し、CF患者や類似の消化問題を抱える他の人々の治療計画にリナクロチドを統合できるかどうかを探るためのさらなる研究が必要だ。結果は、重炭酸塩分泌が妨げられる状態で腸の健康を改善し、症状を管理するための新しい有望な道を示唆している。
タイトル: Key role of down-regulated in adenoma (SLC26A3) chloride/bicarbonate exchanger in linaclotide-stimulated intestinal bicarbonate secretion upon loss of CFTR function
概要: Duodenal bicarbonate secretion is critical to epithelial protection, nutrient digestion/absorption and is impaired in cystic fibrosis (CF). We examined if linaclotide, typically used to treat constipation, may also stimulate duodenal bicarbonate secretion. Bicarbonate secretion was measured in vivo and in vitro using mouse and human duodenum (biopsies and enteroids). Ion transporter localization was identified with confocal microscopy and de novo analysis of human duodenal single cell RNA sequencing (sc-RNAseq) datasets was performed. Linaclotide increased bicarbonate secretion in mouse and human duodenum in the absence of CFTR expression (Cftr knockout mice) or function (CFTRinh-172). NHE3 inhibition contributed to a portion of this response. Linaclotide-stimulated bicarbonate secretion was eliminated by down-regulated in adenoma (DRA, SLC26A3) inhibition during loss of CFTR activity. Sc-RNAseq identified that 70% of villus cells expressed SLC26A3, but not CFTR, mRNA. Loss of CFTR activity and linaclotide increased apical brush border expression of DRA in non-CF and CF differentiated enteroids. These data provide further insights into the action of linaclotide and how DRA may compensate for loss of CFTR in regulating luminal pH. Linaclotide may be a useful therapy for CF individuals with impaired bicarbonate secretion.
著者: Zachary M Sellers, J. B. Sarthi, A. M. Trumbull, S. M. Abazari, V. van Unen, J. E. Chan, Y. Jiang, J. Gammons, M. O. Andrerson, O. Cil, C. Kuo
最終更新: 2024-04-22 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.05.05.539132
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.05.05.539132.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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