电针通过调节肥大细胞和微小RNA(microRNAs)来影响黏附连接(adherens junctions),从而修复患有以腹泻为主症的肠易激综合症(irritable bowel syndrome)大鼠的肠道黏膜屏障
《Journal of Inorganic Biochemistry》:Electroacupuncture repairs intestinal mucosal barrier in rats with diarrhea-predominant irritable bowel syndrome by regulating adherens junctions through mast cells and microRNAs
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时间:2025年11月21日
来源:Journal of Inorganic Biochemistry 3.2
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本研究探讨电针对肠易激综合征腹泻型(IBS-D)大鼠肠道屏障修复的作用机制,发现电针通过抑制肥大细胞活化、调控E-cadherin/α-catenin粘附连接蛋白及F-actin细胞骨架网络,显著降低腹泻指数并提高内脏痛觉阈值,其分子机制与miR-494-3p的上调相关。
该研究探讨了电针(EA)对以腹泻为主的肠易激综合征(IBS-D)大鼠模型中肠黏膜屏障功能恢复的影响,重点分析了电针通过调节肥大细胞(MCs)和微小RNA(miRNA)来调控粘附连接(adherens junctions)的作用机制。这项研究不仅揭示了传统中医治疗方法在现代医学背景下的潜在价值,也为IBS-D的非药物治疗提供了新的视角。
IBS-D是一种常见的功能性胃肠疾病,其主要特征是排便习惯的改变和腹部疼痛。根据最新的罗马Ⅳ标准,全球范围内IBS的患病率在1.5%至3.8%之间,其中IBS-D占比较大。然而,目前针对IBS-D的医学治疗通常伴随着明显的副作用,限制了其长期应用的可能性。此外,IBS-D对患者的生活质量产生显著影响,同时也给医疗系统带来沉重负担。因此,寻找更安全、有效的替代治疗方案成为研究的迫切需求。
在这一背景下,肠黏膜屏障作为胃肠道的重要防御结构,被认为在IBS的发病机制中起着关键作用。已有研究表明,IBS-D患者和动物模型中,肠黏膜屏障功能受损,这在很大程度上表现为外周血中二胺氧化酶(DAO)水平的显著升高。DAO是一种与肠道通透性密切相关的酶,其水平的异常升高通常提示肠道屏障功能的异常。肥大细胞是免疫系统中最为重要的细胞类型之一,其在调节肠道屏障功能方面具有关键作用。肥大细胞的激活与肠道通透性的增加密切相关,同时也在异常感觉神经、上皮分泌、上皮通透性以及神经免疫相互作用中发挥重要作用,这些因素共同导致IBS的症状。在应激状态下,肠黏膜中的肥大细胞被激活,释放如组胺酶(TPS)和三磷酸腺苷等物质,进一步刺激免疫反应,加剧肠道屏障的损伤。
粘附连接是肠黏膜屏障的核心组成部分,与紧密连接共同构成上皮细胞的顶端连接复合体。粘附连接具有复杂的结构,其动态变化对于细胞间的相互作用至关重要。细胞骨架成分,如F-actin和vinculin,可以直接与粘附连接相互作用,提供结构支持,有助于维持肠黏膜屏障的完整性。近年来,越来越多的研究关注肥大细胞与粘附连接之间的联系,有研究指出肥大细胞在调节粘附连接方面发挥着重要作用。此外,微小RNA在调控多种基因和蛋白质的表达中具有关键作用,特别是在维持肠道屏障功能方面。值得注意的是,肥大细胞是肠道中微小RNA的重要来源,其通过外泌体调节微小RNA的表达。当免疫平衡被破坏时,肥大细胞活性的变化可能会影响微小RNA的表达谱,而微小RNA反过来也能调节肥大细胞的激活。因此,微小RNA在IBS的发病机制中可能扮演重要角色。
电针作为一种非药物治疗方法,近年来在IBS治疗中得到了越来越多的应用。多项临床试验表明,电针可以有效缓解IBS症状。与传统医学治疗相比,电针在缓解焦虑和抑郁等情绪相关症状方面表现出更好的效果。因此,电针不仅能够有效治疗IBS,还能够提升患者的生活质量并确保治疗的长期效果。此外,大量研究表明,电针能够全面修复因多种疾病导致的肠黏膜屏障损伤,包括克罗恩病、败血症和出血性休克等。在克罗恩病的研究中,已经发现电针能够调节粘附连接,从而改善肠道屏障功能。基于这些研究,本研究假设电针可以通过抑制肥大细胞的激活,调节粘附连接和细胞骨架成分,从而促进IBS-D大鼠模型中肠黏膜屏障的修复。同时,也探讨了微小RNA在这一过程中的作用。
研究采用了40只雌性Sprague-Dawley大鼠,年龄为2个月,体重在210至230克之间。这些大鼠来自成都大硕生物科技公司,并被安置在成都中医药大学的动物中心。实验过程中,大鼠被置于恒定的环境温度(18–22℃)、昼夜节律(12/12小时)和湿度(55%–65%)条件下。大鼠可以自由获取食物和饮用水。实验方案得到了伦理委员会的批准。为了建立IBS-D模型,大鼠接受了番泻叶溶液灌胃,并经历了14天的慢性不可预测轻度应激处理。随后,IBS-D组的大鼠被分为模型组、电针组和电针+肥大细胞激动剂组。研究测量了大鼠的内脏痛阈值和腹泻指数(DI),并使用透射电子显微镜观察肥大细胞的超微结构。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测了组胺酶和DAO的水平。采用Western blotting和定量聚合酶链反应(qPCR)技术评估了E-钙粘蛋白和α-猫头鹰蛋白的表达量。免疫组织化学和ELISA还用于检测F-actin和vinculin的水平。通过测序技术分析了结肠中的微小RNA,并使用qPCR验证了测序结果。在体外实验中,使用Caco-2细胞建立了肠道上皮模型,通过转染miR-494-3p模拟物,检测了微小RNA、E-钙粘蛋白和α-猫头鹰蛋白的表达,并通过荧光素异硫氰酸酯-葡聚糖的透射率测量了细胞层的通透性。
实验结果显示,模型组大鼠的DI、组胺酶和DAO浓度均显著升高,而体重、内脏痛阈值以及E-钙粘蛋白、α-猫头鹰蛋白、F-actin和vinculin的表达量均显著降低。这种变化在电针组中得到了逆转。然而,电针+肥大细胞激动剂组与模型组之间没有显著差异。测序结果显示,模型组中miR-541-5p和miR-494-3p的表达量显著升高,而电针组中这些微小RNA的表达量显著降低。富集分析表明,大多数富集结果与粘附连接相关。斯皮尔曼相关性分析显示,miR-541-5p和miR-494-3p的表达量与血清DAO和结肠组胺酶水平呈正相关,而与E-钙粘蛋白水平呈负相关。在体外实验中,miR-494-3p模拟物转染后,miR-494-3p的表达量和细胞层的通透性均显著升高,而E-钙粘蛋白的表达量则显著降低。
研究结果表明,电针可能通过抑制肥大细胞的激活,调节粘附连接和细胞骨架成分,从而促进IBS-D大鼠模型中肠黏膜屏障的修复。此外,miR-494-3p可能在这一过程中起着关键作用。这些发现为IBS-D的非药物治疗提供了新的思路,也为未来的研究奠定了基础。通过进一步探索miRNA在调节粘附连接和细胞骨架成分中的作用,可以更深入地理解电针治疗IBS-D的分子机制。这不仅有助于提高治疗效果,还可能为开发新的治疗策略提供理论依据。此外,该研究还强调了肥大细胞在调节微小RNA中的重要性,表明其在IBS的发病机制中可能扮演关键角色。这些发现可能对未来的临床研究和治疗方案设计产生深远影响。
综上所述,该研究通过系统的实验设计和多维度的分析方法,揭示了电针在IBS-D治疗中的潜在机制。研究不仅验证了电针对肠道屏障功能的修复作用,还探讨了其通过调节粘附连接和细胞骨架成分的作用路径。此外,研究还强调了miRNA在这一过程中的关键作用,表明其在调节肥大细胞活性和粘附连接表达中的重要性。这些发现为IBS-D的非药物治疗提供了新的理论支持,并可能为未来的研究和临床应用提供重要参考。通过进一步研究电针对miRNA表达的影响,可以更全面地理解其在IBS-D治疗中的作用机制,从而为开发更有效的治疗方案提供科学依据。
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