寒沙门杆菌是引发人类食源性疾病的主要病因,大多数情况下,这些细菌感染只会引发暂时性的肠道不适和功能障碍。当第四次感染发生时(与第一次相隔数月),炎症会逐渐加重,且所有小鼠模型都会患上肠炎。令人惊讶的是,尽管反复的感染已经结束,但是肠炎并没有得到改善。这表明,损伤已经造成,且不可逆转。
研究团队发现,炎症性疾病的发生与肠道碱性磷酸酶(IAP,由十二指肠分泌)缺乏有关。IAP负责去除由肠道细菌分泌的分子中的磷酸盐,从而确保这些物质由有毒转化为无毒状态。但是,沙门氏菌感染会上调小肠内神经氨酸酶的活性,进而导致IAP酶缺乏。在研究中同样发现,可以通过提高IAP水平、抑制神经氨酸酶活性的方法(例如服用神经氨酸酶抑制剂,一种用于预防流感病毒的药物),预防炎症性疾病的发生。
实验结果显示,虽然宿主会清除掉病原体,但是这些感染会慢慢累积,最终诱导不可逆转的炎症性疾病,揭示了细菌性感染会随着年龄的增长而累积,易导致严重的炎症性疾病。实验部分全部HE染色成像与免疫荧光成像数据,均来自于奥地利TG公司TissueFAXS Cytometry定量分析技术, 组织水平单细胞定量分析数据使用了TissueQuest和HistoQuest软件。
Fig 1 HE样本成像 - 48周龄的肠组织。
L:肠腔,E:上皮层, C:腺窝; G:杯状细胞, S:粘膜下层,I:白细胞浸润
Fig 2 IAP在肠组织中的原位信息和细胞内共定位
HE染色或IAP荧光抗体染色(绿色)和细胞内区室蛋白(红色)。
在HE染色的样本中由于只存在苏木素与伊红两种颜色,无法通过特殊颜色对目标蛋白分子进行标记定量。但是,TissueFAXS Cytometry技术的优势在于,可以通过精准识别苏木素标记的细胞核,对其形态/分布/密度等数据进行定量分析,辅以通过算法识别不同组织结构与伊红结合力不同造成的颜色差异,可以对HE染色样本中的组织形态进行定量识别与分析。
利用这种方法,使病理中最常用、操作最简单的HE染色与精准的计算机组织原位定量分析相结合,提供了精准化高通量分析组织形态学的一种新方法。