人體消化系統依賴兩種主要類型的巨噬細胞。這是一種特殊類型的白細胞，維持腸道健康，其中一組是炎症巨噬細胞。攻擊有害微生物，而另一組是非炎症巨噬細胞。它修復組織並促進癒合。在克羅恩病（一種慢性炎症性腸病，簡稱 IBD）中，這種平衡被打破。當炎症類型占主導地位時，結果是持續的炎症損害腸壁。並引起疼痛和其他症狀
加州大學聖地亞哥分校醫學院的科學家創造了一種將人工智能（AI）與尖端分子生物學工具相結合的新方法。找出巨噬細胞是否變得炎症或再生的決定因素。
他們的研究還揭示了困擾科學家數十年的一個謎團：一種名為 NOD2 的基因如何影響這一過程。 NOD2 於 2001 年被發現，是第一個與克羅恩病風險增加相關的基因。
繪製腸道基因藍圖
該團隊使用先進的機器學習來檢查取自健康結腸組織和受 IBD 影響的組織的數千個巨噬細胞的基因表達譜。該分析揭示了由 53 個基因組成的基因譜，這些基因區分炎症性巨噬細胞和侵襲性巨噬細胞，以及負責組織修復的基因。
在這 53 個基因中，有一個基因編碼一種稱為 girdin 的蛋白質。研究人員發現，在非炎症性巨噬細胞中，部分NOD2蛋白附著在帶上。這種反應有助於控制炎症。消除有害細菌並幫助組織癒合。然而，最常見的克羅恩病突變（NOD2 基因）會刪除通常預期的部分。如果沒有這樣的環節，系統就會不平衡。導致慢性炎症
“NOD2 充當人體的感染監測系統，”資深作者、加州大學聖地亞哥分校醫學院細胞和分子醫學教授 Pradipta Ghosh 醫學博士說。它可以檢測入侵的病原體，並通過快速中和它們來維持腸道內的免疫平衡。如果沒有這種合作，NOD2 監視系統將會崩潰。 ”
動物模型的測試結果
為了證實這一發現，科學家們將缺乏這種蛋白質 girdin 的克羅恩病小鼠模型與仍然含有這種蛋白質的模型進行了比較。缺乏girdin的小鼠出現了嚴重的腸道炎症和微生物群的改變。許多人死於敗血症。這是由不受控制的免疫反應引起的危險狀況。這會導致身體發炎並損害重要器官。
“腸道是一個戰場。而巨噬細胞是和平衛士，”共同第一作者 Gajanan D. Katkar 說。加州大學聖地亞哥分校醫學院助理項目科學家表示：“人工智能有史以來第一次使我們能夠清楚地定義和跟踪兩支敵對球隊的球員。”
尋找克羅恩病的新療法
通過結合人工智能分析、生化研究和動物測試，這項研究解決了克羅恩病研究中長期存在的問題之一。這一發現解釋了關鍵基因突變如何引起炎症。並可以指導新療法的開發。旨在恢復 girdin 和 NOD2 之間失去的關係
該研究發表於 10 月 2 日 臨床研究雜誌–
