编辑推荐:
为探究高原缺氧环境下肠道黏膜损伤机制,青海大学研究人员以小鼠为模型,开展关于 Notch 信号通路与肠道黏膜损伤关系的研究。结果发现缺氧激活 Notch 通路,加重肠道损伤,抑制该通路或激活 MUC2 可缓解损伤。这为防治高原缺氧性肠损伤提供新方向。
在高原地区,低压缺氧的环境就像一个隐藏的 “健康杀手”,悄然威胁着人们的身体健康。很多人在登上高海拔地区后,常常会被胃肠道问题所困扰,出现腹痛、腹泻等不适症状。这是因为高原缺氧会破坏肠道黏膜屏障,而这一屏障对于人体消化食物、吸收营养至关重要。目前,虽然高原缺氧对小肠黏膜的损害已受到较多关注,但对于结肠黏膜的影响以及具体的损伤机制,科学界还没有完全弄清楚。在这样的背景下,为了深入了解高原缺氧环境下肠道黏膜损伤的奥秘,青海大学的研究人员开展了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上,为后续相关疾病的防治带来了新的希望。
研究人员为了探究高原缺氧环境下,Notch 信号通路与肠道黏膜损伤之间的关系及潜在机制,选用了 SPF 级 6 周龄雌性 C57BL/6 野生型小鼠作为实验对象。他们将 72 只小鼠随机分为 12 组,通过多种实验技术来进行研究。主要的关键技术方法有:利用 Western blotting 技术,检测相关蛋白质的表达水平;采用 qRT-PCR 技术,分析基因的表达情况;运用免疫荧光技术,观察特定蛋白的定位和表达 。
研究结果如下:
- 缺氧联合 DSS 处理对小鼠体重和结肠长度的影响:研究发现,用右旋糖酐硫酸钠(DSS)和低压缺氧(模拟海拔 5000 米,持续 7 天)联合处理小鼠后,小鼠体重明显下降,结肠长度显著缩短。而且,缺氧会加重 DSS 诱导的结肠炎,使疾病活动指数(DAI)评分升高,进一步加剧体重下降。
- 缺氧联合 DSS 处理对小鼠结肠形态的影响:通过苏木精 - 伊红(HE)染色、阿尔辛蓝过碘酸希夫(AB-PAS)染色和免疫组化染色等实验发现,DSS 处理会导致结肠黏膜溃疡、炎症细胞浸润、杯状细胞和黏蛋白减少,而缺氧会进一步加重这些不良影响,破坏细胞间紧密连接。
- Notch 信号通路激活与肠道损伤的关系:研究表明,缺氧会激活 Notch 信号通路,使下游的 Hes-1 表达增加,Math-1 表达减少。这会促使肠道干细胞向吸收细胞分化,减少分泌黏蛋白 2(MUC2)的杯状细胞数量,进而降低 MUC2 的分泌,加重肠道黏膜屏障损伤。
- 抑制 Notch 信号通路对肠道损伤的影响:使用 Notch 信号通路抑制剂 DBZ 处理小鼠后发现,DBZ 能减轻 DSS 和缺氧诱导的肠道损伤,包括缓解体重下降、缩短结肠长度、减轻炎症反应、增加紧密连接蛋白表达等。这表明抑制 Notch 信号通路有助于改善肠道黏膜屏障功能。
- 激活 MUC2 对肠道损伤的影响:用 MUC2 激活剂前列腺素 E2(PGE2)处理小鼠后,发现 PGE2能有效减轻 DSS 和缺氧诱导的肠道损伤,增加结肠长度、减少炎症细胞浸润、提高黏蛋白和杯状细胞数量,保护肠道黏膜屏障完整性。而且,PGE2的保护作用似乎不依赖于 Notch 信号通路。
研究结论和讨论部分指出,高原缺氧会加重 DSS 诱导的肠道黏膜损伤,其主要机制是缺氧激活 Notch 信号通路,改变肠道干细胞分化方向,减少 MUC2 分泌,破坏肠道黏膜屏障。该研究首次明确了 Notch 信号通路在高原缺氧性肠道损伤中的关键作用,为防治高原缺氧相关的肠道疾病提供了新的潜在治疗靶点。同时,PGE2对肠道黏膜的保护作用也为临床治疗提供了新的思路。不过,研究也存在一定的局限性,比如尚未明确缺氧激活 Notch 信号通路的具体机制,未来还需要进一步深入研究。但总体而言,这项研究成果为高原地区人群肠道健康的保护和相关疾病的治疗开辟了新的方向,具有重要的科学意义和潜在的临床应用价值。