SULT2B1通过Wnt/β-连蛋白/MMP7轴调控胆道闭锁胆管上皮-间质转化的机制研究

《Pediatric Research》：SULT2B1 promotes cholangiocyte epithelial-mesenchymal transition via Wnt/β-catenin/MMP7 pathway in biliary atresia

本研究针对胆道闭锁（BA）肝纤维化进程中胆管上皮细胞上皮-间质转化（EMT）的调控机制展开深入探索。研究人员发现磺基转移酶家族2B成员1（SULT2B1）在BA肝组织中异常高表达，并通过激活Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）/基质金属蛋白酶7（MMP7）通路促进胆管上皮细胞EMT进程。该研究首次揭示SULT2B1/β-catenin/MMP7信号轴在BA肝纤维化中的关键作用，为开发靶向治疗策略提供新思路。

　　

在新生儿肝胆系统疾病中，胆道闭锁（Biliary Atresia, BA）堪称最凶险的杀手之一。这种疾病以肝内外胆管进行性纤维化闭塞为特征，迫使胆汁无法正常排出而淤积在肝脏，最终导致不可逆的肝硬化和肝功能衰竭。虽然Kasai门肠吻合术是目前的主流治疗方法，但超过半数的患儿术后仍会发展为终末期肝硬化，唯有肝移植才能延续生命。面对这一临床困境，科学家们一直在探索BA病情恶化的核心机制。

近年来研究发现，胆管上皮细胞的上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）过程在BA肝纤维化中扮演着关键角色。EMT是指上皮细胞失去极性转化为间质细胞表型的过程，这一转变使得胆管上皮细胞获得迁移和侵袭能力，同时促进细胞外基质沉积，加速纤维化进程。转化生长因子β1（Transforming Growth Factor-β1, TGF-β1）作为EMT的重要诱导因子，在BA胆管上皮细胞中呈现强阳性表达，且与肝纤维化程度密切相关。然而，驱动胆管上皮细胞EMT的具体分子机制仍有待阐明。

更引人注目的是，基质金属蛋白酶7（Matrix Metalloproteinase-7, MMP7）在BA发病机制中的特殊地位。MMP7能够降解细胞外基质成分，切割细胞表面分子产生可溶性形式，并在组织损伤后发挥重塑作用。临床研究表明，BA患儿血清MMP7水平显著高于其他非BA黄疸患儿和正常对照组，且异常升高的MMP7主要来源于肝内外胆管上皮细胞，与BA肝纤维化进展相关。但调控MMP7在BA中异常表达的分子机制尚不明确。

磺基转移酶家族2B成员1（Sulfotransferase Family 2B Member 1, SULT2B1）作为一种胆固醇和羟基类固醇磺基转移酶，是胆固醇合成胆固醇硫酸盐的关键酶。除代谢功能外，研究发现SULT2B1在人类胃癌中促进血管生成，并驱动结直肠癌细胞的增殖和侵袭，可能参与EMT过程。然而，SULT2B1是否参与BA的EMT进程仍属未知领域。

针对这一科学问题，首都医科大学附属北京儿童医院的研究团队开展了一项深入探索。研究人员首先采用加权基因共表达网络分析（Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA）对公共数据库GSE122340中121例BA肝组织RNA测序（RNA-seq）数据进行分析，成功鉴定出23个共表达基因模块。其中浅钢蓝色模块的核心基因显著富集于EMT和细胞外基质相关信号通路。

差异表达基因分析显示，SULT2B1是表达变化最显著的差异基因，MMP7也呈现显著上调。基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis, GSEA）进一步表明，SULT2B1高表达显著富集于EMT和Wnt/β-连环蛋白通路。RNA-seq结果证实SULT2B1、MMP7、胆管上皮细胞标志物KRT19以及间质标志物VIM、SNAI1、TWIST1等在BA肝组织中表达升高，尤其在低存活组中更为明显。相关性分析显示SULT2B1与MMP7呈现显著共表达趋势，且两者均与EMT和纤维化相关基因（VIM、SNAI1、TWIST1、ACTA2、COL1A1、COL3A1）正相关。

研究团队还收集了31例BA和20例健康对照肝组织样本进行验证。结果显示SULT2B1、MMP7、KRT19及间质相关基因在BA组中显著高表达，且SULT2B1和MMP7的上调与较高的肝脏硬度测量值（Liver Stiffness Measurement, LSM）显著相关。特别值得注意的是，在巨细胞病毒（Cytomegalovirus, CMV）IgM阳性BA患者中，SULT2B1表达显著高于CMV阴性组（p<0.0001），MMP7也明显过表达（p=0.0332）。术后6个月内黄疸未消退的BA患者中，SULT2B1表达显著上调（p=0.0448）。

主要技术方法

本研究整合多种实验技术：收集31例BA患者肝组织样本和20例健康对照组织进行RNA测序分析；利用人肝内胆管上皮细胞系（HIBEpiC）建立TGF-β1诱导的EMT模型；采用siRNA技术敲低SULT2B1表达；通过Western blot、qRT-PCR、免疫组织化学和免疫荧光等技术检测蛋白和基因表达；运用WGCNA和GSEA进行生物信息学分析；采用酶联免疫吸附测定检测血清MMP7水平。

SULT2B1和MMP7在BA肝组织中上调且与发病机制正相关

研究人员通过Western blot验证了SULT2B1、MMP7、CK19以及间质标志物在BA肝组织中的蛋白表达水平。结果显示，与健康对照组相比，BA肝组织中SULT2B1（p<0.01）、MMP7（p<0.05）、CK19（p<0.01）、N-钙粘蛋白（p<0.05）和β-连环蛋白（p<0.05）表达均显著升高。免疫组织化学染色进一步证实，高表达的SULT2B1主要定位于胆管上皮细胞，与MMP7的表达模式一致。

血清MMP7在BA患者中过表达且来源于胆管上皮细胞

免疫荧光共定位结果显示，MMP7与胆管上皮细胞标志物CK19共定位，证实BA肝组织中高表达的MMP7主要来源于胆管上皮细胞。对45例BA患者和17例非BA黄疸患儿的血清分析显示，BA患者血清MMP7水平显著高于非BA患者（p<0.0001）。血清MMP7水平与γ-谷氨酰转移酶（gamma-glutamyl transferase, γ-GGT）、肝脏硬度测量值和总胆汁酸（Total Bile Acid, TBA）等临床指标显著相关。值得注意的是，术后3-6个月检测的20例BA患者血清MMP7水平仍持续升高，与术前相比无显著差异，且术后血清MMP7水平仍与肝纤维化临床指标相关。

TGF-β1诱导胆管上皮细胞中SULT2B1表达和EMT

为探究SULT2B1在EMT过程中的作用，研究人员用TGF-β1处理HIBEpiC细胞不同时间。Western blot结果显示，TGF-β1处理后，SULT2B1、MMP7以及波形蛋白（Vimentin）、SNAIL、SLUG、N-钙粘蛋白和ZEB1等间质标志物的蛋白表达随时间推移显著增加。同时，Wnt信号通路标志物β-连环蛋白和LRP6在TGF-β1处理48小时后也明显升高。RNA-seq及功能分析表明，TGF-β1处理的HIBEpiC细胞中EMT、细胞外基质受体相互作用和粘着斑等生物过程显著激活。

胆管上皮细胞EMT由SULT2B1/Wnt/β-连环蛋白/MMP7轴介导

为进一步验证SULT2B1是否介导TGF-β1诱导的胆管上皮细胞EMT，研究人员使用特异性siRNA敲低HIBEpiC细胞中SULT2B1表达。qRT-PCR分析显示siRNA-SULT2B1显著降低SULT2B1 mRNA水平，敲低效率约70%。Western blot结果证实，siRNA-SULT2B1转染显著抑制TGF-β1诱导的β-连环蛋白和LRP6蛋白水平。更重要的是，MMP7以及进一步的EMT相关蛋白Snail和N-钙粘蛋白在SULT2B1敲低后均下降。对siRNA-SULT2B1和siRNA-NC感染的HIBEpiC细胞进行RNA-seq分析，功能分析显示SULT2B1沉默可显著抑制EMT、细胞外基质受体相互作用和TGF-β1信号通路等生物过程。

研究结论与意义

本研究首次系统阐明了SULT2B1在胆道闭锁胆管上皮细胞上皮-间质转化中的关键作用。研究发现SULT2B1在BA肝组织中异常高表达，且表达水平与纤维化严重程度和不良预后高度相关。机制研究表明，TGF-β1诱导的SULT2B1通过激活Wnt/β-连环蛋白通路，上调MMP7表达，进而促进胆管上皮细胞EMT进程。SULT2B1基因沉默可显著抑制这一过程。

该研究的创新性在于首次揭示SULT2B1/Wnt/β-连环蛋白/MMP7信号轴在BA肝纤维化中的核心地位，为理解BA发病机制提供了新视角。特别值得注意的是，SULT2B1在CMV阳性BA患者中表达显著升高，提示病毒感染可能通过炎症通路（如NF-κB）增强胆管上皮细胞EMT。此外，MMP7被报道可切割并激活潜在的TGF-β1，可能在BA发病机制中形成正反馈循环：TGF-β1诱导的SULT2B1上调MMP7，而MMP7又激活更多TGF-β1，从而放大胆管上皮细胞EMT和纤维化。

这些发现为BA的靶向治疗提供了新的思路。阻断SULT2B1/Wnt/β-连环蛋白/MMP7轴可能成为缓解BA肝纤维化的潜在治疗策略。然而，靶向该轴可能产生的脱靶效应（如SULT2B1抑制对胆固醇代谢的干扰）需要谨慎评估。未来研究应优先开发胆管上皮细胞特异性递送系统（如纳米颗粒载体），以最大限度减少全身毒性。

本研究发表于《Pediatric Research》，不仅深化了对BA发病机制的理解，也为开发新型治疗策略奠定了理论基础，对改善BA患儿预后具有重要临床意义。