Imunitas Bawaan Epitel Gastrointestinal—regionalisasi Dan Organoid Sebagai Model Baru

Saluran pencernaan manusia selalu berhubungan dengan rangsangan mikroba. Penghalangnya harus memastikan ko-eksistensi dengan bakteri komensal sambil memungkinkan pengawasan patogen pengganggu. Di pusat interaksi terletak lapisan epitel, yang menandai batas-batas tubuh. Itu dilengkapi dengan banyak sensor imun bawaan yang berbeda, seperti reseptor seperti Toll, untuk meningkatkan respons inflamasi terhadap mikroba. Disfungsi dari sistem yang rumit ini menyebabkan patologi terkait peradangan, seperti penyakit radang usus. Namun, kompleksitas interaksi seluler, dasar molekulernya, dan perkembangannya masih kurang dipahami. Dalam beberapa tahun terakhir, organoid yang diturunkan dari sel punca telah mendapat perhatian yang meningkat sebagai model yang menjanjikan untuk pengembangan dan berbagai patologi, termasuk penyakit menular. Selain itu, organoid memungkinkan studi imunitas bawaan epitel secara in vitro. Dalam ulasan ini, kami fokus pada penghalang epitel gastrointestinal dan organisasi regionalnya untuk membahas penginderaan dan pengembangan kekebalan bawaan.

Paparan rangsangan mikroba dapat meningkatkan imunitas, karena rangsangan mikroba dapat merangsang tubuh untuk memproduksi sel imun dan molekul imun, sehingga merangsang respon imun tubuh. Secara khusus, paparan rangsangan mikroba dapat mengaktifkan sel kekebalan seperti makrofag, sel dendritik, dan sel pembunuh alami, mempercepat proliferasi dan diferensiasi sel kekebalan, serta meningkatkan vitalitas dan ketahanan sel kekebalan terhadap penyakit. Selain itu, rangsangan mikroba juga dapat meningkatkan respons peradangan dan pengaturan kekebalan, serta meningkatkan pertahanan kekebalan tubuh terhadap patogen. Oleh karena itu, paparan yang wajar terhadap rangsangan mikroba dapat mendorong peningkatan kekebalan manusia. Dapat dilihat bahwa kita perlu meningkatkan kekebalan. Cistanche dapat meningkatkan kekebalan secara signifikan. Abu daging mengandung berbagai bahan aktif biologis, seperti polisakarida, dua jamur, Huang Li, dll. Bahan-bahan tersebut dapat merangsang berbagai jenis daging dalam sistem kekebalan tubuh. sel, meningkatkan kelangsungan hidup kekebalan mereka.

Klik manfaat kesehatan dari cistanche

Kata kunci

Saluran pencernaan. Kekebalan. Regionalisasi dan organoid.

Perkenalan

Saluran gastrointestinal (GI) diperlukan untuk pencernaan makanan dan membentang dari rongga mulut melalui kerongkongan, lambung, usus kecil, dan usus besar ke anus. Lumen GI dikolonisasi oleh berbagai macam komensal, simbion, dan kadang-kadang patogen. Kolonisasi mikroba mengikuti gradien dengan kurang dari 103 mikroba/ml di lambung menjadi 103 –107 mikroba/ml di usus kecil dan 1011–1012 mikroba/ml di usus besar (diulas dalam [1–3]). Dari perut kelenjar dan seterusnya, saluran GI dilapisi oleh satu lapisan sel epitel kolumnar. Lapisan epitel ini terdiri dari sel-sel khusus yang berbeda, saling terkait erat oleh kompleks protein penghubung, memperkuat penghalang fisik (Gbr. 1).

Interaksi antara mikrobiota usus serta patogen yang tertelan dan sel epitel dimediasi oleh reseptor pengenalan pola (PRR), termasuk reseptor seperti Toll (TLR), domain oligomerisasi pengikat nukleotida (NOD) - seperti reseptor (NLR), dan lainnya reseptor sitosolik (Gbr. 2, diulas dalam [7, 11]). PRR ini memainkan peran kunci dalam mengenali pola molekul terkait mikroba (MAMP) dan pola molekul terkait kerusakan (DAMP). Setelah aktivasi PRR dalam sel epitel, kaskade pensinyalan hilir menginduksi ekspresi berbagai sitokin dan kemokin melalui jalur inflamasi, seperti jalur NF-κB, untuk mengarahkan sel imun profesional (diulas dalam [8, 12-16]). Selain PRR klasik, sensor lebih lanjut dari aktivitas bakteri, seperti alpha-kinase 1 (ALPK1) baru-baru ini telah ditemukan [17-19]. Inflammasom, kompleks sitoplasma yang terdiri dari protein NLR, mengenali pola molekuler tambahan, seperti metabolit bakteri (diulas dalam [7, 9]).

Respons imun bawaan gastrointestinal, termasuk penginderaan PRR, harus menyeimbangkan kebutuhan akan perlindungan dari patogen yang berpotensi berbahaya dengan kemampuan untuk mentolerir paparan mikrobioma luminal yang beragam. Oleh karena itu, ekspresi dan fungsi pensinyalan PRR diharapkan memiliki dampak besar tidak hanya pada penginderaan patogen tetapi juga pada homeostasis jaringan (Kotak 1) dan penyakit radang termasuk gastroenteritis akut, gastritis, dan penyakit radang usus (IBD) (diulas dalam [ 12, 13, 20, 21]). Meskipun masing-masing penyakit ini menampilkan patogenesis yang sama sekali berbeda, mereka memiliki ciri yang sama: hubungan antara lingkungan dan tubuh terganggu secara signifikan. Namun, ada perdebatan yang sedang berlangsung tentang apakah perubahan pada lapisan epitel usus, khususnya yang mempengaruhi fungsi kekebalan bawaannya, merupakan penyebab atau akibat dari penyakit yang disebutkan di atas.

Sebagian besar pengetahuan tentang pensinyalan PRR telah dikumpulkan dari penelitian sel hematopoietik. Merupakan tantangan untuk membedakan fungsi pensinyalan PRR dalam sel epitel dari fungsi sel imun yang menginfiltrasi. Hambatan utama termasuk kesulitan dalam mengisolasi sel epitel murni dan meningkatkan antibodi yang andal terhadap PRR. Dengan kemajuan organoid yang berasal dari sel induk epitel usus, model eksperimental reduksionis sekarang tersedia yang memungkinkan penyelidikan terhadap respon imun bawaan dari sel epitel primer. Organoid didefinisikan sebagai kultur sel berdimensi 3- yang berasal dari sel punca yang memiliki kapasitas mengatur diri sendiri dan mempertahankan beberapa fungsi organ aslinya (mis. sekresi, filtrasi, absorpsi, kontraksi). Karena organoid dapat ditumbuhkan baik dari sel punca dewasa (ASC) residen jaringan atau dari sel punca pluripoten (PSC), sel tidak berubah. Bersama-sama, kedua jenis organoid mencakup repertoar organ yang luas yang dapat ditiru (diulas dalam [4, 22, 23]). Kedua teknologi tersebut memiliki keunggulan masing-masing (diulas dalam [4, 22, 23]). Misalnya, kultur organoid turunan ASC memiliki potensi ekspansi yang luar biasa dan relatif homogen, dan organoid turunan PSC lebih kompleks dalam arti bahwa mereka menggabungkan sel dari asal perkembangan yang sangat berbeda (misalnya sel epitel dan mesenkimal). Organoid yang diturunkan dari PSC memungkinkan analisis langkah-langkah perkembangan tetapi mungkin tidak mencapai tingkat diferensiasi penuh ke dalam lapisan epitel seperti yang ditemukan in vivo [24]. Organoid turunan ASC yang dihasilkan dari jaringan janin juga memungkinkan studi pematangan epitel janin sejak usia mereka dalam kultur [24, 25].

Tinjauan ini akan menyoroti wawasan dari penelitian yang menggunakan organoid dan mendiskusikan potensi teknologi ini untuk mempelajari imunitas bawaan epitel. Kami fokus pada organisasi regional di saluran pencernaan.

Identitas regional dan pensinyalan imun bawaan di saluran GI

Saat melihat penyakit gastrointestinal, penting untuk dicatat bahwa beberapa di antaranya terbatas pada bagian tertentu dari saluran gastrointestinal. IBD termasuk penyakit Crohn (CD) dan kolitis ulserativa (UC), yang menunjukkan pola peradangan yang berbeda dan spesifik penyakit: sementara UC dimulai di rektum dan ditemukan di usus besar, CD dapat memengaruhi semua bagian saluran GI dari rongga mulut hingga anus. Selanjutnya, CD ditandai dengan segmental, peradangan terputus-putus dalam saluran GI, sedangkan UC biasanya digambarkan sebagai peradangan usus besar yang terus menerus (diulas dalam [26, 27]). Di kerongkongan, perut, dan usus besar, kejadian kanker tinggi, dan infeksi serta peradangan dapat mendorong perkembangan dan perkembangan kanker ini (diulas dalam [28, 29]). Sebaliknya, transformasi ganas di usus kecil sangat jarang (diulas dalam [30]). Spesifisitas segmen yang jelas dari penyakit ini di saluran GI tetap membingungkan, tetapi menggoda untuk berspekulasi bahwa asal spesifik wilayah mereka berakar pada gangguan spesifik wilayah dari sistem fungsi penghalang epitel yang seimbang, imunitas bawaan, dan regenerasi mukosa. . Oleh karena itu, menarik untuk menyoroti perbedaan segmen dalam saluran GI.

Saluran GI terdiri dari beberapa segmen yang ditentukan secara anatomis dengan fungsi fisik yang sangat berbeda (diulas dalam [31]). Fungsi utama lambung adalah pencernaan makanan dan eliminasi patogen yang masuk oleh asam lambung. Nutrisi tidak harus mencapai lapisan epitel lambung; dengan demikian, tubuh banyak berinvestasi dalam penghalang lendir pelindung, melindungi sel epitel tidak hanya dari asamnya tetapi juga dari kandungan luminal (diulas dalam [32, 33]). Sebaliknya, fungsi utama usus kecil tidak hanya untuk pencernaan tetapi juga penyerapan nutrisi. Sejalan dengan ini, usus kecil memiliki luas permukaan yang membesar secara signifikan karena vili menonjol ke dalam lumen usus, di mana permukaan sel bersentuhan dengan nutrisi. Sebagian besar pencernaan berlangsung di usus kecil proksimal, duodenum, dan jejunum, di mana vili panjang dan tipis. Jejunum memiliki rasio sel Paneth tertinggi yang mensekresi peptida antimikroba [34], yang menghiasi lendir yang agak longgar, sehingga menjaga lapisan epitel dan menjaga kriptus tetap steril (diulas dalam [35]).

Vili menjadi semakin pendek dan lebih luas menuju ileum (diulas dalam [36]), di mana lagi, lendir mengambil alih bagian penting dari perlindungan: dengan rasio sel goblet tertinggi, ileum memiliki lapisan lendir tebal dan lebih rendah tingkat pencernaan dan penyerapan dari jejunum [34] (diulas dalam [31]). Terakhir, usus besar menyerap kembali air dan berinvestasi ke dalam penutup lendir yang luas, tebal, dan dua lapis untuk dapat dengan aman menampung triliunan bakteri komensal. Usus besar tidak memiliki vili dan kripta lebih kecil daripada usus kecil. Tidak ada sel Paneth, dan rasio sel goblet bisa sampai 25 persen dari lapisan epitel [37]. Dengan demikian, ketiga segmen usus tersebut memiliki strategi berbeda untuk menjaga jarak aman antara sel epitel dan mikrobiota. Pengenalan MAMP dan aktivasi jalur imun adalah lapisan lain dari interaksi ini dan oleh karena itu, masuk akal jika mereka juga terstruktur di sepanjang saluran GI (diulas dalam [38]). Namun, masih ada teka-teki menarik tentang apa sebenarnya yang membentuk struktur organisasi PRR.

Meskipun intuitif bahwa gen penting untuk fungsi regional, seperti pencernaan dan serapan nutrisi, mengikuti kompartementalisasi spasial sepanjang sumbu cephalocaudal (diulas dalam [39]), organisasi seperti itu tidak diharapkan untuk pensinyalan imun bawaan epitel. Studi sebelumnya telah melaporkan regulasi pensinyalan PRR sebagai respons terhadap stimulasi dengan MAMP. Misalnya, respon TLR4 menurun setelah lahir, mungkin karena paparan LPS selama persalinan dan kolonisasi usus berikutnya [40]. Juga, stimulasi TLR9 dengan ligan CpG-DNA menyebabkan penurunan ekspresi Tlr4 dan menghambat pensinyalan TLR4 [41]. Dengan demikian, diharapkan kontak dengan mikroorganisme, molekulnya, dan metabolitnya di saluran GI akan menyebabkan pembungkaman ekspresi PRR menuju lumen usus (diulas dalam [14]). Namun, hasil yang bertentangan, yang disebabkan oleh kesulitan teknis seperti antibodi yang tidak dapat diandalkan menargetkan TLR, menyebabkan kebingungan di lapangan dan tidak jelas, apakah PRR tertentu diekspresikan atau tidak (ditinjau dalam [42]). Noda Utara awal untuk mRNA Tlr2 dan Tlr4 dalam sel epitel terisolasi ex vivo menunjukkan bahwa tingkat ekspresi dari dua molekul Tlr ini spesifik segmen: Tlr2 diekspresikan terutama di usus besar, sedangkan Tlr4 terutama diekspresikan di perut dan usus besar. kompartementalisasi strategis" dari TLR ini [43]. Studi terbaru sekarang telah menemukan bahwa prinsip ekspresi segmen-spesifik ini melampaui dua TLR ini, dan telah mengungkap organisasi regional pensinyalan PRR yang sangat kompleks yang tidak selalu mengikuti beban mikroba [44, 45].

Yang pertama dari dua studi datang dari kelompok Barton dan mengungkapkan beberapa tingkat organisasi ekspresi TLR. Kelompok tersebut menghasilkan lima galur tikus reporter, memungkinkan analisis ekspresi masing-masing TLR2, 4, 5, 7, dan 9. TLR2 dan 5 diekspresikan di usus halus dan kolon proksimal, TLR4 diekspresikan di kolon dan TLR7 dan 9 tidak diekspresikan. Ekspresi reporter dalam organoid dari tikus ini sangat mirip dengan ekspresi in vivo, menunjukkan bahwa ekspresi tersebut tidak bergantung pada kontak dengan mikrobiota atau dengan sel imun [45].

Studi kedua menggunakan biobank organoid manusia dan murine yang baru dibuat yang mencakup berbagai segmen saluran GI: korpus, pilorus, duodenum, jejunum, ileum, dan usus besar. Analisis transkripsi dari organoid mengkonfirmasi pola ekspresi untuk TLR yang dilaporkan oleh kelompok Barton, tetapi selain itu mengungkapkan ekspresi diferensial yang luas dari TLR, NLR, komponen inflammasome, dan gen terkait imunitas bawaan lainnya (Gbr. 3 dan [44] ]). Misalnya, Nod2 terutama diekspresikan di perut, sementara ekspresi beberapa komponen jalur peradangan seperti Nlrp1b, Nlrp6, dan Aim2 terbatas pada usus. Berbagai reseptor diekspresikan secara seragam; misalnya, ekspresi Tlr3 terdeteksi di setiap segmen saluran GI murine dalam jumlah tinggi, sedangkan Tlr5 diekspresikan di setiap segmen tetapi dalam jumlah rendah [44]. Akibatnya, setiap segmen tampaknya memiliki komplemen spesifiknya sendiri dari reseptor imun bawaan dan komponen pensinyalan.

Membandingkan murine dengan organoid gastrointestinal manusia menunjukkan bahwa pada kedua spesies prinsip organisasi kompleks komponen pensinyalan PRR adalah sama, tetapi profil ekspresi PRR individu dapat berbeda. Beberapa PRR, seperti TLR4 dan NLRP6, memiliki pola serupa di sepanjang saluran GI kedua spesies. TLR4 diekspresikan terutama di perut dan usus besar dan ekspresi NLRP6 terbatas pada segmen usus. Di sisi lain, beberapa PRR seperti TLR1 dan TLR2 menunjukkan pola yang berbeda antara kedua spesies. Sementara pada organoid murine, ekspresi keduanya meningkat di sepanjang saluran GI dan tertinggi di usus besar, ekspresi organoid manusia tertinggi di perut dan menurun di sepanjang saluran GI [44]. Selain itu, ekspresi TLR5 lebih tinggi pada organoid manusia, dengan tingkat tertinggi diamati pada lambung [44].

Seperti disebutkan di atas, organoid juga memungkinkan pengujian apakah jalur tertentu berfungsi dengan penambahan ligan dan analisis selanjutnya dari ekspresi gen target hilir. Melengkapi analisis ekspresi spesifik wilayah, penelitian ini juga menemukan bahwa organoid manusia dan murine menunjukkan fungsi spesifik wilayah: perut murine merespons LPS ligan TLR4, tetapi bukan ligan TLR2 PAM3CSK4 atau flagellin ligan TLR5, dengan meningkatkan regulasi NF- κB gen target Cxcl2. Murine jejunum meningkatkan Cxcl2 sebagai respons terhadap PAM3CSK4 dan flagellin, tetapi tidak sebagai respons terhadap LPS. Selain itu, usus besar mengekspresikan Cxcl2 sebagai respons terhadap ketiga ligan yang diuji ini [44]. Sebaliknya, organoid manusia dari semua wilayah mengekspresikan IL analog Cxcl2 manusia-8 sebagai respons terhadap flagellin, tetapi tidak sebagai respons terhadap LPS dan PAM3CSK [44]. Dengan demikian, tidak hanya ekspresi tetapi juga fungsi PRR di usus sangat terorganisir dan spesifik segmen. Eksperimen ini dilakukan dengan menambahkan stimulus ke media organoid, sehingga hanya merangsang sisi basal, karena sisi apikal menghadap ke lumen organoid yang tertutup rapat. Eksperimen lain menunjukkan bahwa ada tingkat organisasi yang lebih tinggi karena ekspresi PRR dalam suatu segmen dapat dibatasi pada tipe sel tertentu atau bahkan lokasi subselular, seperti hanya kompartemen basal. Ini diuraikan secara lebih rinci di bawah ini.

Setiap wilayah saluran GI mengekspresikan kumpulan gen imun bawaannya yang spesifik. Meskipun generalisasi sulit, data saat ini menunjukkan bahwa TLR diekspresikan paling tinggi di lambung dan usus besar, sedangkan usus kecil dicirikan oleh ekspresi komponen inflamasi. Saat ini, mekanisme molekuler yang mendasari dan manfaat evolusioner masih belum jelas.

Kami menduga bahwa penghalang fisik dan kimiawi yang menutupi lapisan epitel di segmen usus yang berbeda masing-masing memerlukan pemantauan terhadap ancaman spesifik. Misalnya, lambung dan usus besar keduanya memiliki dua lapisan, lapisan lendir yang tebal dengan lapisan lendir bagian dalam yang melekat kuat pada lapisan epitel, sedangkan usus halus ditutupi oleh lapisan lendir yang tipis dan kental [46]. Konstitusi yang berbeda dari lapisan lendir pada gilirannya kemungkinan besar disebabkan oleh fungsi yang berbeda dari masing-masing segmen usus (pencernaan vs penyerapan nutrisi vs penyerapan air). Dapat dibayangkan bahwa kekentalan mukus mempengaruhi jenis PRR yang diperlukan pada tempat tertentu.

Sel-sel khusus dengan fungsi kekebalan di epitel

Konsep lama dalam imunitas bawaan epitel adalah adanya pengenalan imun bawaan spesifik tipe sel. Prototipe sel epitel khusus dengan fungsi pertahanan adalah sel lipatan mikro (M) dan sel Paneth—baru-baru ini dilengkapi dengan sel goblet khusus, sel goblet sentinel. Keberadaan sel-sel khusus tersebut menyoroti sistem yang rumit dan berlebihan yang memastikan keseimbangan serapan nutrisi, koeksistensi dengan mikrobiota, dan pemantauan kemungkinan penyerbu. Diferensiasi organoid terarah sekarang juga memungkinkan studi sel-sel ini dalam kultur sel.

Sel M terletak di epitel yang berhubungan dengan folikel yang menutupi tambalan Peyer. Mereka memiliki morfologi yang unik dengan batas sikat yang tidak beraturan dan struktur mikrovili yang berkurang. Peran mereka adalah untuk mengangkut antigen dalam lumen usus melintasi lapisan epitel ke jaringan limfoid di bawahnya untuk pengaturan respon imun [47]. Sel M itu sendiri serta epitel yang berhubungan dengan folikel ditunjukkan untuk mengekspresikan beberapa TLR [48] (diulas dalam [14]). Namun, sel M sulit dipelajari karena jumlahnya tidak banyak di jaringan epitel dan hanya ditemukan di dekat struktur kompleks patch Peyer [47]. Namun demikian, sel M dapat dihasilkan dalam kultur organoid menggunakan diferensiasi terarah. Untuk ini, aktivator reseptor ligan NF-κB (RANKL) ditambahkan ke media, yang meningkatkan regulasi faktor transkripsi SpiB, yang merupakan karakteristik diferensiasi sel M [49]. Organoid yang dihasilkan dari tikus yang secara genetik kekurangan subunit NF-κB RelB tidak mampu menghasilkan sel M setelah stimulasi dengan RANKL, menunjukkan bahwa aktivasi NF-κB sangat penting untuk perkembangan sel M [50]. Dalam kultur organoid manusia, selain RANKL, limfotoksin, dan asam retinoat sangat penting untuk menginduksi diferensiasi menuju sel M. Sel M ini secara khusus mengambil virus enterik seperti rotavirus dan reovirus, menunjukkan fenokopi yang benar dari fungsi sel M alami juga dalam kultur organoid [51]. Pekerjaan organoid di masa depan harus terus mengungkap interkoneksi pensinyalan NF-κB epitel, pengembangan sel M, dan komunikasi dengan sel imun.

Sel Paneth bercampur dengan sel induk usus di dasar ruang bawah tanah dan telah lama dianggap sebagai penjaga kompartemen sel induk karena mereka mengeluarkan peptida antimikroba. Sebagai contoh, sel-sel Paneth mengeluarkan alfa-defensin, sebuah proses yang terbukti diatur oleh pola mikroba dan mekanisme imun bawaan [52, 53]. Selain itu, NOD2, yang pertama kali terdeteksi di daerah crypt usus kecil murine [54], mengatur sekresi beberapa alfa-defensin oleh sel Paneth, yang pada gilirannya mengarah pada aktivasi imunitas adaptif. Sel Paneth juga mengekspresikan TLR5 dan organoid yang diperkaya sel Paneth mengekspresikan TLR5 tingkat tinggi. Pengurutan RNA setelah stimulasi mengungkapkan bahwa sementara organoid usus kecil normal hanya mengekspresikan tingkat sedang dari gen target hilir TLR5 sebagai respons terhadap stimulasi dengan flagellin, seperti sitokin yang diinduksi NF-kB, organoid yang diarahkan untuk mengandung sejumlah besar sel Paneth meningkat jauh lebih kuat. respon, menunjukkan bahwa sel Paneth adalah penanggap utama flagellin di usus kecil [44, 45]. Berbeda dengan ekspresi gen target, respon yang paling dramatis dari sel Paneth (degranulasi, ekstrusi, dan kematian sel) tidak dipicu oleh stimulasi dengan ligan TLR melainkan membutuhkan stimulasi dengan interferon-gamma sitokin turunan sel imun profesional [55]. Hasil dari organoid ini sesuai dengan pengamatan yang menunjukkan degranulasi dan ekstrusi sel Paneth setelah stimulasi interferon-gamma in vivo [55]. Ini secara elegan menggarisbawahi sistem check and balances di lapisan epitel.

Sel goblet penting untuk pertahanan epitel karena menghasilkan musin glikosilasi yang penting untuk pembentukan penghalang mukus pada lapisan epitel (diulas dalam [56]). Pada tikus, defisiensi MUC2 menyebabkan inflamasi spontan dan meningkatkan kerentanan terhadap infeksi [57, 58]. Baru-baru ini, subset sel goblet bernama sel goblet sentinel dijelaskan di usus besar tikus. Menggunakan eksplan jaringan, penelitian ini mengidentifikasi penebalan lapisan lendir sebagai respons terhadap paparan ligan TLR1/2, 4, dan 5, tetapi tidak terhadap ligan TLR9, NOD1, dan NOD2 [59], sesuai dengan laporan Tlr 2 sebelumnya. ,4 dan 5 diekspresikan dalam sel goblet [60]. Para penulis menentukan bahwa respon juga bergantung pada keberadaan inflamasiom Nlrp6 dan tidak tergantung pada limfosit mukosa menggunakan jaringan dari berbagai tikus knockout [59]. Juga, laporan sebelumnya menunjukkan pentingnya inflamasiom NLRP6 untuk sekresi mukus oleh sel goblet [61]. Pencitraan mengungkapkan bahwa sel goblet spesifik yang terletak di daerah apikal dari crypt endositosis LPS yang ditandai secara berfluoresensi [59]. Sel goblet sentinel yang baru disebut ini tidak hanya mengalami degranulasi cepat dan ekspulsi epitel setelah pengobatan dengan ligan TLR tetapi juga mentransmisikan sinyal kalsium ke sel tetangga melalui jembatan sitoplasma antar sel yang dibentuk oleh gap junction, kemungkinan merangsang sel goblet lain untuk meningkatkan sekresi mukus [59] . Baik sel piala dan sel Paneth termasuk dalam garis keturunan sekretori. Organoid memungkinkan diferensiasi terarah menuju kedua identitas sel, menghasilkan organoid yang sangat diperkaya baik dalam sel goblet atau sel Paneth [62]. Membandingkan transkriptom dari organoid miring ini membantu mengidentifikasi pengatur utama dari jalur diferensiasi [63]. Analisis lebih lanjut dari data omics serta analisis fungsional organoid ini akan memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang peran kedua jenis sel dalam pertahanan kekebalan bawaan.

Terakhir, sel punca itu sendiri juga telah dilaporkan mengekspresikan PRR spesifik seperti TLR4 [64, 65], yang tidak ditemukan pada vili usus kecil murine atau sel Paneth [66]. Selain itu, sebagian besar ekspresi Nod2 di crypt murine tampaknya terbatas pada sel punca [67]. Stimulasi dengan ligan NOD2 meningkatkan kelangsungan hidup sel punca dan pembentukan organoid, menunjukkan bahwa stimulasi PRR juga dapat mengatur regenerasi epitel usus secara langsung.

Tanpa diragukan lagi, upaya saat ini untuk menghasilkan atlas ekspresi gen yang mencakup setiap jenis sel secara lebih rinci akan segera memberikan gambaran yang lebih lengkap tentang organisasi seluler pensinyalan kekebalan bawaan di usus serta di seluruh tubuh [68-71 ].

Polaritas sel dan respons imun bawaan spesifik sisi

Akhirnya, juga relevan untuk mempertimbangkan bahwa sel epitel gastrointestinal sangat terpolarisasi, dengan sisi apikal khusus menghadap lumen usus dengan mikrobiota, dan sisi basolateral menghadap jaringan. Di bawah homeostasis, MAMP mencapai sisi apikal saja. Namun, ketika penghalang epitel ditembus, mikroorganisme juga dapat menantang sisi basolateral. Dengan demikian telah dihipotesiskan bahwa sel-sel epitel dapat secara selektif meningkatkan respons pro-inflamasi hanya ketika distimulasi dari sisi basolateral, untuk mencocokkan ancaman yang ditimbulkan oleh sinyal. Sebagai contoh, TLR9 didemonstrasikan untuk menginduksi jalur pensinyalan yang berbeda ketika distimulasi dari sisi apikal atau basolateral dalam garis sel kanker [72] dan TLR5 hanya menginduksi gen respons NF-κB IL-8 ketika distimulasi dari sisi basal [73 ].
Sementara studi sebelumnya menggunakan pelabelan antibodi terhadap TLR telah melaporkan ekspresi spesifik pada satu sisi saja (diulas dalam [14, 16]), analisis tikus reporter TLR menggunakan pewarnaan tag HA tidak mengkonfirmasi hal ini tetapi malah menunjukkan TLR2, 4, dan 5 reseptor pada sisi apikal dan basal kolon proksimal serta beberapa TLR4 intraseluler [45]. Perbedaan yang tampak ini kemungkinan besar disebabkan oleh pendekatan teknis yang berbeda.

Organoid sekarang memungkinkan pengujian fungsional langsung dari respons imun spesifik samping, karena polarisasi seluler dipertahankan dalam organoid. Dalam kondisi standar ketika organoid tumbuh dalam matriks ekstraseluler, sisi apikal menghadap lumen organoid dan sisi basal menghadap matriks ekstraseluler [74-76]. Ketika tumbuh di luar matriks ekstraseluler, polaritasnya bisa terbalik [77, 78]. Ketika sel-sel dari organoid diunggulkan ke permukaan kultur sel standar, seperti cawan kultur atau transwell, sisi apikal menghadap ke lumen sumur [44, 79-82].

Beberapa penelitian menggunakan organoid untuk menguji fungsi umum PRR tertentu tanpa membahas perbedaan spesifik antara stimulasi apikal dan basal. Studi-studi ini termasuk rangsangan di media organoid, yang dalam kondisi standar, merangsang sisi basal sel. Dengan menggunakan teknik ini, upregulasi gen target hilir NF-κB diidentifikasi setelah stimulasi basal dengan ligan TLR4 di lambung, TLR2 dan 3 di usus kecil, dan TLR2, 3, 4, dan 5 di kolon mencit [44, 45, 83] dan ligan TLR2 dan 5 di lambung dan TLR5 di usus halus dan usus besar manusia [44]. Selain itu, stimulasi basal organoid kolon murine dengan agonis TLR4 menginduksi diferensiasi seluler, terutama menuju garis sekretori [64], sementara agonis NOD2 menginduksi peningkatan kelangsungan hidup sel punca [67, 84], dan taurin menstimulasi peningkatan regulasi yang bergantung pada NLRP6- dari gen target hilir inflamasi IL-18 [85]. Dalam semua studi ini, stimulasi apikal tidak diuji.

Hanya sedikit penelitian yang membahas fungsi PRRs yang spesifik samping. Patut dicatat bahwa bertentangan dengan penelitian yang menggunakan garis sel kanker terpolarisasi, sejauh ini, tidak ada penelitian yang menggunakan organoid yang mengidentifikasi aktivasi spesifik samping dari gen proinflamasi yang bergantung pada NF-κB. Monolayer Transwell yang berasal dari organoid usus besar manusia mengekspresikan tingkat gen target NF-κB IL-6 yang serupa ketika distimulasi dari sisi apikal atau basal dengan ligan TLR1/2, 3, 4, 5, 7/8, dan 9 [82]. Organoid lambung murine juga merespons stimulasi apikal dengan LPS ligan TLR4 dalam beberapa pengujian, termasuk dalam transwell dan mikroinjeksi LPS ke dalam lumen organoid [44]. Sel epitel usus kecil murine tidak mengekspresikan gen target NF-κB icam1 sebagai respons terhadap berbagai ligan, terlepas dari apakah mereka ditambahkan ke organoid utuh, sehingga merangsang sisi basal, atau ditambahkan ke sel tunggal yang terpisah, sehingga merangsang semua sisi [55].

Namun, melihat di luar respon NF-κB, sebuah studi baru-baru ini mengidentifikasi fungsi TLR3 spesifik sisi dan kepentingannya dalam infeksi virus [82]. Hasil percobaan dengan monolayer organoid yang diturunkan dari usus manusia menunjukkan bahwa ekspresi gen pertahanan virus kritis tipe I dan interferon tipe III diregulasi setelah stimulasi basal dengan agonis TLR3, tetapi tidak setelah stimulasi dengan agonis TLR lainnya. Ketika terinfeksi virus, respon interferon organoid jauh lebih kuat ketika terinfeksi dari sisi basal dibandingkan dengan infeksi dari sisi apikal. Ini terlihat pada monolayer yang diturunkan dari organoid serta organoid yang disuntikkan secara mikro dengan virus. Studi lebih lanjut mengidentifikasi AP-1B adaptor pemilah clathrin sebagai molekul yang bertanggung jawab atas ekspresi terpolarisasi dari TLR3. Sejalan dengan itu, tikus yang kekurangan Ap-1b menunjukkan respons kekebalan yang meningkat setelah infeksi virus [82]. Ini menegaskan fungsi PRR yang terpolarisasi dan menyoroti pentingnya tingkat regulasi ini dalam memodulasi pengenalan dan pertahanan patogen lebih lanjut.

Sejauh ini, tidak ada jawaban "satu ukuran cocok untuk semua" untuk pertanyaan polaritas, dan menyelesaikan sifat khusus pensinyalan PRR tetap menjadi tugas yang menantang secara teknis untuk masa depan.

Toleransi sebagai respon terhadap kolonisasi dan sebagai program pembangunan standar

Mekanisme yang berkontribusi pada organisasi imunitas bawaan epitel masih belum jelas. Konsep utama dalam hal ini adalah induksi toleransi setelah kolonisasi usus steril selama kelahiran, yang disebut jendela peluang (diulas dalam [86–88]). Konsep ini mendalilkan periode awal dari sistem imun bawaan dan adaptif setelah lahir, yang menentukan tahap untuk homeostasis imun dan interaksi host-mikroba selanjutnya.

Sistem kekebalan neonatal dan kekebalan bawaan epitel diperlengkapi secara unik untuk menguasai transisi ini dari kemandulan menjadi hidup berdampingan dengan mikrobiota. Saat lahir, usus neonatal manusia sepenuhnya matang dengan vili usus dan kriptus yang mengandung sel Paneth. Lapisan epitel usus murine neonatal lebih imatur dan mengalami perubahan dramatis yang dapat diukur pada tingkat transkriptom yang membandingkan berbagai tahap perkembangan [89] dan terlihat dalam arsitektur jaringan dan diferensiasi sel: Sumbu crypt-villus belum terbentuk dan proliferasi sel belum terbentuk. lebih rendah, tanpa migrasi sel atau pengelupasan kulit. Itu tidak mengandung sel Paneth yang matang; namun, enterosit menghasilkan peptida antimikroba seperti cathelicidin (CRAMP) [90]. Sel Paneth muncul ketika kriptus terbentuk 2 minggu setelah lahir [91]. Pada saat penyapihan, epitel terbentuk sempurna dengan kripta dan vili, enterosit, sel goblet, dan sel enteroendokrin; Sel Paneth telah mengambil alih produksi peptida antimikroba; dan sel goblet telah meningkatkan produksi lendir untuk membentuk lapisan lendir (diulas dalam [92]).

Transisi epitel yang bergantung pada usia ini berjalan seiring dengan penurunan ekspresi TLR5 secara bertahap di epitel usus kecil. Pada saat yang sama, ekspresi TLR3 meningkat selama periode neonatal. PRR lain, seperti TLR2, 4, dan 9, diekspresikan pada tingkat yang sama pada tikus dewasa dan neonatus [45, 93].

Mekanisme yang mengarah pada pengaturan ekspresi dan fungsi PRR setelah lahir masih belum jelas. Seperti disebutkan di atas, beberapa penelitian telah mengusulkan kontribusi lingkungan, khususnya kolonisasi mikroba, terhadap regulasi ekspresi PRR setelah lahir [40, 41] (diulas dalam [14]). Namun, tikus bebas kuman vs bebas patogen spesifik tidak menunjukkan perbedaan dalam ekspresi TLR baik di usus kecil atau usus besar, yang menunjukkan bahwa baik peningkatan regulasi TLR3 maupun penurunan regulasi TLR5 pada periode awal ini tidak bergantung pada mikrobiota [45, 93]. Juga, dalam organoid, ekspresi dari banyak, tetapi tidak semua, komponen pensinyalan PRR telah ditentukan dalam organoid dari jaringan yang tidak pernah bersentuhan dengan produk mikroba [44]. Ini menunjukkan bahwa sebagian besar organisasi jalur pensinyalan imun bawaan didefinisikan secara independen dari kontak dengan mikrobiota dan tampaknya ditentukan oleh proses perkembangan default, seperti yang diuraikan di atas, yang membentuk identitas jaringan umum di sepanjang saluran GI. . Ini tidak mengecualikan penyempurnaan lebih lanjut dari ekspresi PRR oleh faktor lingkungan selama masa dewasa.

Pentingnya pengaturan tepat waktu dari interaksi mikroba epitel menjadi jelas ketika epitel yang belum matang dihadapkan secara prematur dengan kolonisasi mikroba: bayi prematur rentan terhadap perkembangan necrotizing enterocolitis (NEC), yang ditandai dengan nekrosis usus, sepsis sistemik, dan banyak organ. kegagalan. Meskipun patogenesis dianggap multifaktorial, beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa itu berkembang sebagai respons terhadap ketidakseimbangan antara pensinyalan proinflamasi dan mekanisme perbaikan pada usus prematur (diulas dalam [94]) dan kontribusi PRRs telah disarankan [41, 65, 95 –97]. Beberapa penelitian telah menggunakan organoid janin manusia [24, 98, 99], organoid murine normal yang terpapar bakteri dan hipoksia untuk model NEC [100], atau organoid dari model NEC murine serta dari pasien NEC [101]. Studi selanjutnya akan menggunakan model organoid yang sudah mapan dan baru ini untuk lebih menentukan kontribusi epitel di NEC.

Memodelkan aspek IBD yang bergantung pada epitel dengan organoid

Hilangnya integritas penghalang epitel usus adalah fitur yang menentukan IBD, yaitu CD dan UC, dan tampaknya disebabkan oleh interaksi multifaktorial dari predisposisi genetik, faktor lingkungan, perubahan mikrobiota usus, dan perubahan respon imun lokal dan sistemik (ditinjau dalam [27]). Terapi saat ini sebagian besar menargetkan respon imun (yang menyimpang) di IBD, yang berhubungan dengan tingginya tingkat non-responden dan efek samping (diulas dalam [27]). Pemahaman yang lebih baik tentang kontribusi spesifik epitel terhadap patofisiologi IBD diperlukan untuk mengidentifikasi target terapi baru yang mungkin juga dapat berdampak langsung pada pemulihan penghalang epitel usus dan dengan demikian penyembuhan mukosa.

Untuk mendapatkan wawasan tentang patologi epitel, beberapa kelompok telah membentuk biobank hidup yang terdiri dari organoid yang dihasilkan dari masing-masing pasien dengan UC atau CD. Meskipun pendekatan ini jelas, sejauh ini, hanya sedikit penelitian yang melaporkan hasil dari organoid yang berasal dari kelompok pasien ini [102-104]. Hal ini dapat dijelaskan dengan pengamatan bahwa organoid dari pasien dengan IBD lebih sulit dibuat. Pengalaman kami sendiri adalah bahwa organoid yang dihasilkan dari pasien CD tumbuh lebih lambat selama pasase pertama dan beberapa sampel hilang—yang dikaitkan dengan tingkat kontaminasi bakteri yang lebih tinggi dalam kultur [105].

Karakterisasi organoid yang berasal dari pasien dengan IBD mengungkapkan fenotipe dengan penurunan ukuran dan kapasitas tunas, peningkatan laju kematian sel, puing-puing luminal, dan polarisasi sel epitel sebagian terbalik [106]. Perbandingan global organoid dari pasien UC atau CD dan kontrol sehat menunjukkan bahwa perbedaan transkripsi dan metilasi yang terlihat pada epitel usus dipertahankan secara in vitro [102, 103, 107]. Juga, studi sebelumnya dari organoid yang dihasilkan dari pasien dengan CD menyarankan perubahan permanen sel induk usus pada IBD. Ini didasarkan pada pengamatan bahwa organoid yang dihasilkan dari lesi CD aktif mempertahankan tingkat ekspresi yang tinggi dari penanda sel punca epitel usus [108]. Ini sampai batas tertentu dikonfirmasi dalam penelitian terbaru di mana organoid usus besar yang berasal dari pasien IBD pediatrik menunjukkan pola ekspresi gen penyaji antigen yang berkepanjangan [109].

Berfokus pada perubahan fungsi penghalang epitel usus, termasuk hilangnya persimpangan ketat dan desmosom, yang biasanya ditemukan di IBD [110], ditunjukkan bahwa organoid dari pasien CD mempertahankan fenotip perubahan persimpangan ini dalam kondisi kultur [105]. Ini terutama terjadi ketika organoid dihasilkan dari tempat peradangan parah [105]. Penurunan protein penghubung juga dapat diinduksi dalam organoid dari donor sehat dengan penerapan sitokin proinflamasi TNF- dan/atau IFN- [106, 111]. Namun, pola tetap dari perubahan protein junctional pada organoid dari pasien dengan IBD diamati hanya pada level protein tetapi tidak pada level mRNA [105].

Pengamatan ini menunjukkan bahwa beberapa perubahan tetap pada organoid dari pasien IBD. Pengamatan bahwa beberapa, tetapi tidak semua, perubahan permanen hanya terlihat pada protein, tetapi tidak pada level RNA, menunjukkan bahwa ada perubahan permanen pada modifikasi pasca-transkripsi atau degradasi protein pada organoid dari pasien IBD. Namun ini masih harus diselidiki secara rinci.

Apa sebenarnya yang menyebabkan perubahan permanen dalam pola ekspresi epitel yang meradang tidak jelas. Efek mikrobiota sudah lama dicurigai; namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa efek mikrobiota pada epitel hilang dari waktu ke waktu [112]. Studi tersebut membandingkan beberapa fasilitas tikus karena komposisi mikrobioma yang berbeda dari koloni tikus telah diidentifikasi sebagai faktor perancu dalam studi in vivo. Untuk memperjelas efek ini, penelitian ini membandingkan isolat epitel dan kultur organoid dari tikus bebas kuman dan dua koloni tikus bebas patogen spesifik dengan mikrobiota berbeda. Sementara epitel yang baru diisolasi menunjukkan jejak paparan mikrobiota pada tingkat RNA dan protein, efek ini hilang setelah beberapa minggu kultur organoid usus kecil [112]. Juga, perbandingan global ekspresi gen organoid yang dihasilkan dari daerah yang meradang atau tidak meradang pada pasien IBD yang sama menunjukkan bahwa organoid IBD dari daerah yang meradang kehilangan ekspresi gen inflamasi setelah beberapa minggu dalam kultur. Transkriptom organoid kemudian dikelompokkan per pasien; dengan demikian, perbedaan permanen antara IBD dan kontrol sehat tetap ada. Fenotip inflamasi pada organoid IBD kemudian dapat diinduksi ulang dengan penambahan koktail sitokin [107]. Secara keseluruhan, ini menunjukkan bahwa perubahan permanen yang diamati pada organoid dari pasien IBD tidak tergantung pada kontak dengan mikrobiota atau sitokin.

Jadi, meskipun masuk akal untuk berspekulasi bahwa beberapa perubahan permanen pada sel epitel usus dari pasien dengan IBD mungkin disebabkan oleh perubahan pensinyalan imun bawaan, bukti untuk hal ini saat ini langka. Selain itu, tidak semua perubahan epitel yang diamati pada daerah yang meradang di usus disimpan secara permanen di epitel yang dimurnikan, menunjukkan kontribusi penting dari lingkungan setempat. Di masa depan, studi baru dengan model organoid yang lebih kompleks, juga menggabungkan sel imun, stimulasi sitokin inflamasi, dan kultur bersama dengan mikroorganisme, akan membantu menjawab hipotesis ini secara lebih rinci.

Kesimpulan, perspektif masa depan, dan Outlook

Singkatnya, sementara banyak penyakit dalam saluran GI tetap tidak sepenuhnya dipahami, semakin banyak bukti yang menunjukkan peran penting epitel gastrointestinal dalam patogenesis banyak dari mereka — meskipun peran spesifiknya masih belum jelas.

Pengetahuan terbatas tentang fungsi imun bawaan dari epitel gastrointestinal telah dikaitkan dengan kurangnya model eksperimental yang tepat. Dengan penerapan teknologi organoid, langkah besar telah diambil untuk mengatasi masalah ini. Organoid yang dihasilkan dari setiap daerah saluran cerna akan menambah pengetahuan yang ada secara signifikan. Seperti diungkapkan oleh penelitian sebelumnya, generasi organoid memberikan keuntungan penting untuk dapat mengamati respon sel gastrointestinal primer sebagai lawan dari garis sel yang ditransformasikan, yang sebagian besar dihasilkan dari tumor ganas gastrointestinal. Salah satu fitur organoid yang paling menarik adalah bahwa mereka mempertahankan karakteristik khusus dari segmen saluran pencernaan tempat mereka dihasilkan sebagai bagian dari identitas sel mereka selama masa dewasa. Menurut studi eksperimental saat ini, identitas regional ditetapkan dalam sel punca gastrointestinal. Dalam konteks ini, masalah yang tersisa adalah menentukan dengan tepat bagaimana dan kapan selama pengembangan pemrograman intrinsik ini terjadi.

Ketika melihat konsep spesifik tentang bagaimana epitel dapat merespons atau berinteraksi dengan lingkungan, teknologi organoid kini telah memungkinkan penerangan ekspresi dan fungsi PRR yang berbeda dan spesifik segmen dalam epitel gastrointestinal. Konsekuensi fungsional keseluruhan untuk sistem pengaturan yang kompleks dalam seluruh saluran pencernaan masih belum jelas dan harus ditangani di masa mendatang. Untuk ini, juga penting untuk mengkulturkan organoid dengan sel imun (diulas pada [113]), sel-sel sistem saraf enterik [114], dan faktor luminal seperti kultur bersama bakteri (diulas pada [115]) (Gbr. .4).

Aspek penting lebih lanjut adalah bahwa organoid yang dihasilkan dari jaringan pasien yang terkena penyakit GI seperti IBD mempertahankan beberapa karakteristik yang terlihat pada spesimen jaringan yang sesuai asalnya. Ini menawarkan kemungkinan unik untuk mengungkap lebih jauh kontribusi spesifik epitel dan penyakit terhadap patogenesis penyakit GI — tidak hanya yang melibatkan perubahan yang diinduksi peradangan tetapi juga yang melibatkan perubahan pada penyakit ganas. Keduanya mungkin ternyata melibatkan kontribusi spesifik dari imunitas bawaan yang diturunkan dari epitel. Untuk ini, pembentukan sistematis "biobank hidup" akan menjadi langkah penting. Sebagai visi untuk masa depan, biobank hidup seperti itu dapat dilampirkan ke biobank yang sudah ada, yang saat ini hanya menyediakan biomaterial "mati". Ini akan mewakili langkah penting lainnya tidak hanya untuk penelitian tetapi juga dalam memfasilitasi diagnostik dan terapi individual untuk pasien.

Kotak 1. Imunitas bawaan dan sel epitel di saluran GI tidak jelas apakah dampak yang diamati disebabkan oleh pensinyalan imun bawaan di sel epitel atau sel imun profesional.

Untuk menguraikan interaksi antara sel imun profesional dan sel epitel, beberapa penelitian telah menggunakan knockout spesifik epitel, atau yang lebih baru, organoid epitel. Pada model tikus, tidak ada penghapusan PRR spesifik epitel yang menyebabkan peradangan spontan. Namun, tikus dengan knockout spesifik epitel MyD88 lebih rentan terhadap kolitis eksperimental dan menunjukkan gangguan penghalang yang parah, gangguan respons sel piala dan Paneth [121], dan penurunan produksi musin dan peptida antimikroba [121, 122]. Organoid usus kecil tidak meningkatkan respons inflamasi terhadap beberapa ligan PRR yang dimurnikan [55], meskipun hal ini tidak dapat digeneralisasikan dan tergantung pada spesies, lokasi, dan usia jaringan organoid yang dihasilkan [44, 45].

Tidak adanya fenotipe inflamasi spontan dalam model knockout PRR spesifik sel epitel memang mendukung hipotesis bahwa faktor-faktor selain respons inflamasi umum epitel berdampak pada homeostasis epitel. Misalnya, stimulasi dengan NOD2 agonis muramyl dipeptide (MDP) meningkatkan jumlah organoid yang tumbuh dari sel punca yang terisolasi, menunjukkan bahwa pensinyalan imun bawaan mendukung kelangsungan hidup sel punca [67, 84]. Selain itu, data dari tikus menyoroti pentingnya efek anti-apoptosis dari pensinyalan NF-κB sebagai respons terhadap rangsangan lain, seperti TNF- [123]. Menariknya, pada manusia, polimorfisme pada gen imun bawaan termasuk NOD2 dan TLR4 dikaitkan dengan peningkatan risiko untuk mengembangkan IBD [124] dan penyumbatan TNF- saat ini merupakan pengobatan paling manjur untuk IBD pada beberapa pasien (diulas pada [125]).

Sebuah gambaran muncul, di mana stimulasi imun bawaan tingkat rendah penting untuk sekresi lendir, integritas penghalang, dan kelangsungan hidup sel epitel. Kerusakannya memungkinkan translokasi bakteri usus dari lumen ke jaringan subepitel, yang menyebabkan peradangan.

Terima kasih

Kami berterima kasih kepada Ömer Kaya atas bantuan ilustrasinya dan Rike Zietlow atas penyuntingannya.

Kontribusi penulis

Ide: SB Konsep awal: SB dan Ö.K.; pencarian literatur: Ö.K., NS, dan SB; Draf awal: Ö.K. Merevisi, menulis ulang, menambahkan bagian: NS, SB Semua penulis secara kritis merevisi naskah akhir.

Pendanaan

Pendanaan Akses Terbuka diaktifkan dan diselenggarakan oleh Projekt DEAL. Pekerjaan ini didukung oleh Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG GRK 2157; Model Jaringan 3D untuk Mempelajari Infeksi Mikroba oleh Patogen Manusia, Proyek 10, hingga SB), Pusat Penelitian Klinis Interdisipliner (IZKF; www.med.uni-wuerzburg.de/izkf /startseite) di Würzburg (Berikan AD-427 ke NS dan SB), dan DFG SPP1982 SCHL1962/5-2 ke NS.

Deklarasi

Konflik kepentingan

Para penulis menyatakan tidak ada kepentingan yang bersaing.

Akses terbuka

Artikel ini dilisensikan di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Lisensi Internasional, yang mengizinkan penggunaan, berbagi, adaptasi, distribusi, dan reproduksi dalam media atau format apa pun, selama Anda memberikan kredit yang sesuai kepada penulis asli ) dan sumbernya, berikan tautan ke lisensi Creative Commons, dan tunjukkan jika ada perubahan. Gambar atau materi pihak ketiga lainnya dalam artikel ini termasuk dalam lisensi Creative Commons artikel tersebut kecuali dinyatakan sebaliknya dalam batas kredit materi tersebut. Jika materi tidak termasuk dalam lisensi Creative Commons artikel dan tujuan penggunaan Anda tidak diizinkan oleh peraturan undang-undang atau melebihi penggunaan yang diizinkan, Anda harus mendapatkan izin langsung dari pemegang hak cipta.

Referensi

1. Goodwin CS (1984) Mikroba dan infeksi usus

2. Sekirov I, Russell SL, Antunes LCM, Finlay BB (2010) Mikrobiota usus dalam kesehatan dan penyakit. Physiol Rev 90:859–904

3. Simon GL, Gorbach SL (1986) Mikroflora usus manusia. Gali Dis Sci 31:147S–162S

4. Bartfeld S, Clevers H (2017) Organoid turunan sel induk dan penerapannya untuk penelitian medis dan perawatan pasien. J Mol Med:1–10. https://doi.org/10.1007/s00109-017-1531-7

5. Barker N (2014) Sel induk usus dewasa: penggerak penting homeostasis dan regenerasi epitel. Nat Rev Mol Cell Biol 15:19–33

6. Bartfeld S, Koo BK (2017) Sel induk lambung dewasa dan ceruknya. Wiley Interdiscip Rev Dev Biol 6:e261. https://doi.org/ 10.1002/wdev.261

7. Liwinski T, Zheng D, Elinav E (2020) Mikrobioma dan reseptor imun bawaan sitosolik. Immunol Rev 297:1–18

8. Burgueño JF, Abreu MT (2020) Reseptor seperti tol epitel dan perannya dalam homeostasis usus dan penyakit. Nat Rev Gastroenterol Hepatol 17:263–278

9. Christian S, Kanneganti TD (2020) Inflammasom dan garis tipis antara pertahanan dan penyakit. Curr Opin Immunol 62:39–44

10. Ying L, Ferrero RL (2019) Peran pensinyalan NOD1 dan ALPK1/TIFA dalam imunitas bawaan terhadap Helicobacter pylori. Infeksi hal:159–177

11. Takeuchi O, Akira S (2010) Reseptor pengenalan pola dan peradangan. Sel 140:805–820

12. Peterson LW, Artis D (2014) Sel epitel usus: pengatur fungsi penghalang dan homeostasis imun. Nat Rev Immunol 14:141–153

13. Pott J, Hornef M (2012) Pensinyalan imun bawaan pada epitel usus pada homeostasis dan penyakit. EMBO Rep 13:684–698

14. Abreu MT (2010) Toll-like receptor signaling di epitel usus: bagaimana pengenalan bakteri membentuk fungsi usus. Nat Rev Immunol 10:131–144

15. Zhang K, Hornef MW, Dupont A (2015) Epitel usus sebagai penjaga integritas penghalang usus. Mikrobiol Sel 17:1561–1569

16. Yu S, Gao N (2015) Memilah-milah reseptor mirip sel epitel usus untuk pengawasan kekebalan. Sel Mol Life Sci 72: 3343–3353

17. Zhou P, She Y, Dong N, Li P, He H, Borio A, Wu Q, Lu S, Ding X, Cao Y, Xu Y, Gao W, Dong M, Ding J, Wang DC, Zamyatina A, Shao F (2018) Alpha-kinase 1 adalah reseptor imun bawaan sitosolik untuk ADP-heptosa bakteri. Alam. 561:122–126

18. Milivojevic M, Dangeard AS, Kasper CA, Tschon T, Emmenlauer M, Pique C, Schnupf P, Guignot J, Arrieumerlou C (2017) ALPK1 mengontrol TIFA/TRAF6-kekebalan bawaan yang bergantung pada heptosa{{5} },7-bifosfat bakteri gram negatif. PLoS Pathog 13:e1006224. https://doi.org/10.1371/journal.ppat. 1006224

19. Zimmermann S, Pfannkuch L, Al-Zeer MA et al (2017) ALPK1- dan respons imun bawaan yang bergantung pada TIFA yang dipicu oleh sistem sekresi helicobacter pylori tipe IV. Rep Sel 20:2384– 2395

20. Abreu MT, Fukata M, Arditi M (2005) Pensinyalan TLR di usus dalam kesehatan dan penyakit. J Immunol 174:4453–4460 174/8/4453 [pii]

For more information:1950477648nn@gamil.com