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为探究中性粒细胞胞外陷阱(NETs)在胃损伤中的作用及形成机制,成都中医药大学研究人员以吲哚美辛诱导小鼠胃损伤模型开展研究。结果表明,NETs 形成在胃损伤中起关键作用,IL-17 信号通路或为 NETs 形成关键机制,该研究为胃损伤治疗提供新方向。
在人体这个复杂的 “小宇宙” 里,胃黏膜就像一层精密的防护盾,守护着我们的健康。然而,非甾体抗炎药(NSAIDs)却可能打破这层平衡,引发胃损伤,其中吲哚美辛是 “罪魁祸首” 之一,它导致的胃损伤是胃溃疡的第二大诱因。一直以来,中性粒细胞与吲哚美辛诱导的胃损伤之间的关系犹如一团迷雾,亟待揭开。为了驱散这团迷雾,成都中医药大学的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
在这项研究中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先,构建了吲哚美辛诱导的小鼠胃损伤模型,为后续研究提供了基础;其次,运用蛋白质组学分析,全面探究胃损伤相关的蛋白变化;此外,通过单细胞 RNA 测序(scRNA-seq),深入挖掘细胞内的分子机制。
下面来看看具体的研究结果:
- 吲哚美辛引发小鼠胃黏膜损伤:给小鼠灌胃吲哚美辛后,与对照组相比,模型组小鼠胃黏膜出现明显的损伤、变性和坏死,同时炎症因子 TNF-α 和 IL-1β 水平显著升高,这表明 30mg/Kg 的吲哚美辛灌胃可导致严重的胃黏膜损伤和炎症。
- 蛋白质组学质量控制与差异蛋白筛选:对蛋白质组学进行质量控制,结果显示大部分肽段长度在 7 - 20 个氨基酸之间,符合质谱碎片化标准,且零错切肽段比例达 76.06%,说明质量控制结果令人满意。通过分析,鉴定出 346 个上调和 203 个下调的蛋白质。
- 富集分析揭示 NETs 在吲哚美辛诱导胃损伤中的重要作用:GO 分类富集和 KEGG 富集分析表明,差异蛋白主要在免疫系统过程、炎症反应、先天免疫反应以及 NETs 形成等途径富集。ELISA 检测发现,模型组胃组织中 MPO - DNA 浓度显著增加,这意味着 NETs 形成增多。
- 免疫荧光双标观察 NETs:免疫荧光双标结果显示,模型组胃黏膜层和黏膜下层中,瓜氨酸化组蛋白 H3(H3Cit)和髓过氧化物酶(MPO)阳性区域百分比均显著高于对照组,且黏膜层中两者的共表达也明显增加,这进一步表明吲哚美辛可诱导 NETs 形成。
- 吲哚美辛在体外促进 NETs 形成:在体外实验中,分离的中性粒细胞经台盼蓝染色显示活力为 94.74%,且成功提取。添加 200μL、400μL 和 600μL 吲哚美辛后,MPO - DNA 浓度显著增加,说明吲哚美辛可在体外诱导 NETs 过度形成。
- 胃损伤小鼠中观察到 GECs 的程序性细胞死亡:透射电镜(TEM)观察发现,模型组小鼠胃上皮细胞(GECs)出现线粒体肿胀和细胞膜穿孔等现象,同时凋亡相关蛋白 Apaf - 1、Caspase - 1、Gasdermin D 和 Cyto C 的表达显著升高,表明吲哚美辛灌胃后,GECs 发生了明显的程序性细胞死亡。
- 抑制 NETs 减轻小鼠吲哚美辛诱导的胃损伤:使用 NETs 抑制剂 DNase 1 后,与模型组相比,模型 + DNase 1 组胃黏膜损伤明显减轻,炎症因子水平降低,这表明抑制 NETs 可有效减轻吲哚美辛诱导的胃损伤。
- NETs 形成导致体外 GECs 程序性细胞死亡:体外实验表明,与 NEU 组和 NEU + GEC 组相比,NEU + GEC + Indo 组中 GECs 的程序性细胞死亡增加,这进一步证明了 NETs 形成与 GECs 程序性细胞死亡之间的关联。
- scRNA - Seq 揭示吲哚美辛诱导胃损伤小鼠外周血中中性粒细胞富集:scRNA - Seq 分析发现,与对照组相比,模型组小鼠外周血中中性粒细胞显著激活,且中性粒细胞相关标记基因表达增加,这表明中性粒细胞在吲哚美辛诱导的胃损伤小鼠外周血中富集。
- IL-17 信号通路可能是 NETs 形成的关键细胞内机制:对中性粒细胞进行富集分析发现,差异表达基因主要富集在中性粒细胞脱颗粒、先天免疫系统和免疫系统,且 KEGG 富集分析表明差异表达基因与 IL - 17 信号通路相关。免疫荧光双标显示,模型组胃黏膜中 MPO 和 IL - 17R 阳性区域百分比及共表达显著增加,且胃组织中 IL - 17 浓度也明显升高,这初步证实了 IL - 17 信号通路在吲哚美辛诱导的胃损伤和 NETs 形成中起重要作用。
综合来看,该研究通过体内外实验证实了 NETs 形成在吲哚美辛诱导的胃损伤中起着至关重要的作用,它促进了 GECs 的程序性细胞死亡,进而加剧了胃黏膜损伤。同时,研究还发现 IL - 17 信号通路可能是 NETs 形成的关键细胞内机制。这一研究成果为深入理解胃损伤的发病机制提供了新的视角,也为未来胃损伤的治疗提供了潜在的新靶点,有望推动相关治疗方法的研发,为广大患者带来新的希望。