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炎症性肠病(IBD)中肠道上皮屏障功能障碍机制不明。研究人员探究 TSG-6 对肠道上皮屏障的调节作用。发现外源性 TSG-6 可缓解 DSS 诱导的小鼠结肠炎,通过结合 Pou2f3 促进簇绒细胞分化。为 IBD 治疗提供新方向。
在健康的肠道中,肠道上皮屏障就像一道坚固的城墙,守护着人体免受外界病菌的侵害。然而,炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease,IBD)的出现打破了这一平衡。IBD 包括溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)和克罗恩病(Crohn’s Disease,CD),全球发病率不断上升,给患者带来极大痛苦,也给医疗系统造成沉重负担。尽管科研人员多年来不断探索,但 IBD 的病因仍不明确,现有的治疗手段在诊断准确性和治疗效果上都存在局限。其中,肠道上皮屏障功能障碍是 IBD 的一个重要特征,可现有研究却没能清晰揭示其背后的机制。在这样的背景下,探索新的治疗方法迫在眉睫。
为了解开这些谜题,浙江癌症医院和河北医科大学第二医院的研究人员开展了相关研究。他们把目光聚焦在肿瘤坏死因子 α 刺激基因 6(Tumor Necrosis Factor α Stimulated Gene 6,TSG-6)上。此前研究虽表明 TSG-6 能缓解肠道炎症和黏膜损伤,但其具体作用机制和靶点却不为人知。此次研究意义重大,若能明确 TSG-6 的作用机制,将为 IBD 治疗开辟新的道路。该研究成果发表在《Molecular Medicine》上。
研究人员为开展此项研究,用到了多种关键技术方法。首先构建了 IBD 小鼠模型,用葡聚糖硫酸钠(Dextran Sodium Sulfate,DSS)诱导小鼠患结肠炎,同时设置不同处理组,观察 TSG-6 的治疗效果。采用蛋白质组学分析肠道样本,探索 TSG-6 的作用机制和治疗靶点。利用分子对接、免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation,Co-IP)和免疫荧光共定位等技术,确定分子间的相互作用 。此外,还收集了人类结肠活检样本,为研究提供更全面的数据支持。
研究结果如下:
- TSG-6 缓解 DSS 诱导的小鼠结肠炎症状:通过构建小鼠模型并分组处理,观察发现 TSG-6 能剂量依赖性地减轻小鼠结肠炎症状。接受高剂量 TSG-6(200 μg/kg)治疗的小鼠,便血情况明显改善,体重下降得到缓解,结肠长度增加,疾病活动指数(DAI)评分降低,结肠组织的炎症细胞浸润减少,隐窝结构得到保护。
- TSG-6 降低炎症细胞因子表达和 MPO 水平:研究人员进行免疫组化和活性检测,发现 TSG-6 能减少中性粒细胞浸润,降低髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)活性。同时,细胞因子 qPCR 芯片分析显示,高剂量 TSG-6 可上调白血病抑制因子(Leukemia Inhibitory Factor,LIF)、IL-4、IL-10 和转化生长因子 -β(Transforming Growth Factor-β,TGF-β)等抗炎因子水平,抑制趋化因子配体 1(Chemokine Ligand 1,CXCL1)、IL-6 和干扰素 -γ(Interferon-γ,IFN-γ)等促炎标志物表达。
- TSG-6 逆转结肠炎小鼠的上皮屏障损伤:利用 FITC-D 检测肠道通透性、透射电镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)观察肠道超微结构、PAS 染色检测杯状细胞数量、免疫组化检测增殖标记物 Ki-67 表达以及免疫荧光检测紧密连接蛋白表达,结果表明 TSG-6 可降低肠道通透性,改善微绒毛和紧密连接结构,增加杯状细胞数量和 Ki-67 阳性细胞数量,上调紧密连接蛋白 Zo-1、Occludin 和 Claudin-1 的表达,从而修复肠道上皮屏障。
- TSG-6 对结肠组织蛋白质组的影响:对肠道样本进行无标记定量蛋白质组学分析,发现 5823 种蛋白质中有 411 种表达存在显著差异。基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)分析显示,TSG-6 可能通过调节细胞周期、细胞连接和炎症反应相关的靶因子,促进肠道上皮屏障完整性。
- TSG-6 可直接结合 Pou2f3 并上调其表达:通过转录因子注释、蛋白质免疫印迹(Western blot)、分子对接、免疫共沉淀和免疫荧光共定位等实验,证实 TSG-6 能直接与 Pou 类 2 同源盒 3(Pou class 2 homeobox 3,Pou2f3)结合并上调其表达。
- TSG-6 挽救结肠炎中 Dclk1 的抑制并增强 IL-25 的产生:研究人员对 UC 患者和健康对照者的结肠黏膜样本进行检测,发现 UC 患者结肠黏膜中簇绒细胞标记物 Dclk-1 表达降低,而 TSG-6 治疗可增加 Dclk-1 阳性簇绒细胞数量,提高肠道 IL-25 表达水平。
研究结论和讨论部分指出,TSG-6 通过与 Pou2f3 直接相互作用并上调其表达,促进结肠簇绒细胞的增殖和分化,增加肠道 IL-25 含量,从而维持肠道屏障完整性,减轻结肠炎症。这一研究不仅揭示了 TSG-6 修复肠黏膜的治疗机制,还为 IBD 的预防和治疗提供了新的策略和方向。不过研究也存在一些局限性,如调节 Pou2f3 表达的精确机制尚未明确,蛋白质组学发现的候选通路还需进一步功能验证等。未来研究可针对这些问题,通过谱系追踪研究和微生物代谢物分析等方法深入探索,有望为 IBD 治疗带来更多突破。