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为探讨靶向 SLC7A11 对溃疡性结肠炎(UC)的作用及机制,研究人员利用 WT 和 SLC7A11-/+小鼠、UC 患者结肠组织等,发现抑制 SLC7A11 可增强 ERK1/2 磷酸化和凋亡细胞清除(Efferocytosis),改善肠屏障功能,为 UC 治疗提供新方向。
溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis, UC)作为一种病因不明的慢性结肠黏膜炎症性疾病,长期困扰着全球患者。其临床过程以缓解与复发交替为特征,不仅可能引发出血、梗阻、穿孔等并发症,还会显著增加结肠癌风险 —— 据统计,UC 患者 10 年累积患癌风险为 2%,30 年则升至 18%。尽管目前有美沙拉嗪、皮质类固醇、免疫抑制剂及 TNF-α 单克隆抗体等治疗手段,但超半数患者无法通过这些疗法诱导缓解,初始应答者也常面临复发问题,部分患者甚至需要接受根治性结肠切除术,患者生活质量受到严重影响。因此,寻找能够减轻炎症、保护肠屏障完整性的新型治疗靶点迫在眉睫。
在这样的背景下,北京大学第一医院的研究人员开展了关于溶质载体家族成员 SLC7A11 在 UC 中作用的研究。该研究成果发表在《Inflammation》杂志上,揭示了靶向 SLC7A11 通过促进凋亡细胞清除(Efferocytosis)和保护肠上皮屏障功能来改善 UC 的机制,为 UC 的治疗提供了新的思路和潜在靶点。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,利用 CRISPR/Cas9 技术构建了 SLC7A11-/+小鼠模型,并通过 DSS(葡聚糖硫酸钠)诱导建立小鼠结肠炎模型;其次,收集 UC 患者结肠组织,通过流式细胞术(Flow Cytometry)、免疫荧光(Immunofluorescence)、Western Blotting 等技术分析 SLC7A11 的表达及分布;此外,利用 Caco-2 细胞构建肠上皮单层模型,结合骨髓来源的树突状细胞(BMDCs)进行体外机制研究,还通过 TEER 测量、FD-4 通量检测等评估肠屏障功能。
研究结果
SLC7A11 在 UC 患者炎症结肠组织中表达显著升高
通过对 UC 患者结肠组织的分析发现,炎症区域的 SLC7A11 表达水平显著高于非炎症区域,尤其在树突状细胞(DCs)中表达升高明显。流式细胞术显示,炎症区域多种免疫细胞的 SLC7A11 表达均增加,免疫荧光证实 SLC7A11 与 DCs 标记物 CD11c 共定位,提示其在 DCs 中可能发挥重要作用。
靶向 SLC7A11 改善 DSS 诱导的小鼠结肠炎症状
在 DSS 诱导的小鼠结肠炎模型中,抑制 SLC7A11(通过基因敲除或单克隆抗体 1A4 治疗)可显著减轻小鼠体重下降、降低疾病活动指数(DAI)、增加结肠长度,并减少血清 FD-4 通量,表明肠屏障功能得到保护。同时,脾脏指数降低,提示炎症反应减轻,且组织学评估显示结肠炎症损伤程度明显缓解,凋亡细胞数量减少。
靶向 SLC7A11 保护 Caco-2 单层屏障功能
体外实验中,TNF-α/IFN-γ 诱导的 Caco-2 单层屏障损伤可被 1A4 显著缓解,表现为 TEER 值升高和 FD-4 通量降低。尽管紧密连接蛋白 ZO-1 和 Occludin 的表达量无明显变化,但其定位异常得到改善,且 MLCK-P-MLC 信号通路的激活被抑制,表明 SLC7A11 通过调控该通路维持肠上皮屏障完整性。
SLC7A11 通过 ERK1/2 通路增强 BMDCs 的凋亡细胞清除能力
机制研究发现,抑制 SLC7A11 可显著增加 BMDCs 的凋亡细胞清除强度,同时 ERK1/2 磷酸化水平和凋亡细胞清除标志物 CD36 的表达升高。而加入 ERK 抑制剂 PD98059 后,这种促进作用消失,证实 SLC7A11 通过 ERK1/2 通路增强树突状细胞的凋亡细胞清除能力。
研究结论与讨论
本研究表明,SLC7A11 在 UC 患者炎症结肠组织中高表达,其通过 MLCK-P-MLC 信号通路破坏肠屏障完整性,并抑制树突状细胞的凋亡细胞清除功能,从而促进 UC 的发生发展。而靶向 SLC7A11 可通过激活 ERK1/2 通路增强凋亡细胞清除,同时抑制 MLCK-P-MLC 通路保护肠屏障,最终减轻 UC 的炎症反应和组织损伤。
该研究不仅揭示了 SLC7A11 在 UC 中的双重作用机制,还为 UC 的治疗提供了一个极具潜力的新靶点。靶向 SLC7A11 的治疗策略有望克服现有疗法的局限性,为 UC 患者带来新的治疗希望。未来,进一步深入研究 SLC7A11 的调控网络及其与其他通路的相互作用,将有助于开发更安全、有效的 UC 治疗药物。