γ-氨基丁酸通过激活Nrf2信号通路缓解皮质醇诱导的人结直肠腺癌细胞损伤

《NATURWISSENSCHAFTEN》：Gamma-aminobutyric acid attenuates cortisol-induced damage in human colorectal adenocarcinoma cells via Nrf2 signaling

本研究聚焦长期心理应激导致的肠道屏障功能损伤问题，探讨了γ-氨基丁酸（GABA）通过调控Nrf2信号通路对皮质醇诱导的HT29细胞损伤的保护机制。研究发现GABA能显著改善细胞活力、降低氧化应激和炎症因子分泌，并通过激活Nrf2/HO-1/NQO-1通路增强抗氧化防御能力。该研究为开发基于GABA的肠道屏障保护剂提供了理论依据，对应激相关肠病防治具有重要意义。

　　

在现代快节奏生活中，长期心理压力已成为影响健康的重要因素。压力不仅会导致情绪问题，更会通过"脑-肠轴"影响肠道功能。肠道作为人体重要的消化和免疫器官，其上皮细胞形成的物理屏障犹如一道"长城"，通过紧密连接蛋白（如ZO-1、occludin、claudin1）严格控制物质进出。然而，长期应激状态下分泌的皮质醇会破坏这道屏障，导致"肠漏"现象，使未消化的食物颗粒和毒素进入血液，引发一系列健康问题。

肠易激综合征（IBS）作为一种常见的功能性胃肠病，其发病与肠道屏障功能受损密切相关。研究表明，应激可通过下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴促进皮质醇分泌，进而诱导氧化应激和炎症反应，破坏肠道上皮完整性。γ-氨基丁酸（GABA）作为一种重要的抑制性神经递质，已知具有抗焦虑、促睡眠等作用，但其对肠道屏障的保护机制尚不明确。

为探究这一问题，研究人员以人结直肠腺癌细胞（HT29）为模型，开展了一系列实验。研究首先通过MTT法验证了GABA在0.1%浓度下对细胞无毒性，随后建立皮质醇（100μM）诱导的细胞损伤模型，系统评估了GABA对细胞活力、凋亡、氧化应激、炎症因子分泌及屏障功能的影响。

关键技术方法包括：MTT法检测细胞活力，荧光探针法测定活性氧（ROS）水平，ELISA法检测炎症因子（TNF-α、IL-6），Transwell模型评估FITC-葡聚糖通透性，Western blot和RT-qPCR分析蛋白及基因表达，并通过Nrf2激动剂（4-Octyl itaconate）和抑制剂（ML385）验证通路机制。

GABA对细胞活力的影响

研究发现，浓度低于1%的GABA对HT29细胞活力无显著影响，而10%高浓度则产生细胞毒性。因此后续实验选择0.1%（1mg/mL）作为安全有效浓度。

GABA缓解皮质醇诱导的细胞凋亡

皮质醇处理显著上调促凋亡基因Bax和Caspase3表达，下调抗凋亡基因Bcl2。而GABA预处理可逆转这一趋势，表明其通过调控凋亡相关基因表达保护细胞。

GABA降低皮质醇诱导的ROS产生

皮质醇处理使细胞内ROS水平显著升高，GABA单独处理无影响，但与皮质醇共处理可显著降低ROS水平，证明其抗氧化作用。

GABA抑制炎症因子分泌

皮质醇刺激导致TNF-α和IL-6分泌增加，GABA预处理可显著抑制这种促炎反应，提示其抗炎作用。

GABA减轻皮质醇对紧密连接的损伤

皮质醇处理降低紧密连接蛋白（ZO-1、occludin、claudin1）的mRNA和蛋白表达，GABA预处理可逆转这种抑制，维持屏障完整性。

GABA改善细胞旁通透性

通过FITC-葡聚糖渗透实验发现，皮质醇处理增加单层细胞通透性，GABA预处理可显著改善屏障功能。

GABA通过Nrf2信号通路发挥保护作用

机制研究表明，GABA可激活Nrf2信号通路，上调下游靶基因HO-1和NQO1表达。使用Nrf2激动剂可模拟GABA效应，而抑制剂ML385则阻断其保护作用，证实Nrf2通路的关键地位。

研究结论表明，GABA通过激活Nrf2信号通路，有效缓解皮质醇诱导的氧化应激、炎症反应和屏障功能损伤。这一发现不仅阐明了GABA肠道保护作用的新机制，更为开发针对应激相关肠病的功能性食品提供了理论依据。未来可进一步探索GABA在动物模型和临床研究中的应用价值，推动其从实验室向实际应用的转化。