妊娠期LPS暴露通过TLR4-PIEZO1互作促进子代小鼠肠道5-HT信号通路介导的肠动力异常

本研究针对妊娠期感染导致子代肠道动力异常的机制难题，通过构建肠道上皮特异性Tlr4ΔIEC 小鼠模型，结合RNA测序和钙成像技术，首次揭示TLR4通过与机械敏感通道PIEZO1互作促进肠嗜铬细胞钙内流，进而激活5-HT信号通路的分子机制，为产前感染相关胃肠功能障碍提供新干预靶点。

　　

研究背景与意义
生命早期环境对个体健康的影响已成为医学研究热点，其中妊娠期感染与子代肠道功能异常的关联备受关注。尽管既往研究证实产前脂多糖（LPS）暴露会导致子代肠道屏障损伤，但关于其对肠动力调控的机制仍存在重大知识空白。肠道动力作为消化系统核心功能，其异常与腹泻型肠易激综合征（IBS-D）等多种疾病密切相关。5-羟色胺（5-HT）作为肠道关键神经递质，虽已知其参与肠蠕动调控，但妊娠期感染如何通过特定分子通路影响5-HT分泌尚不清楚。

重庆医科大学附属儿童医院的研究团队在《Genes》发表的研究，首次揭示Toll样受体4（TLR4）通过调控机械敏感离子通道PIEZO1影响肠嗜铬细胞（EC细胞）钙信号，进而介导5-HT依赖性肠动力异常的完整机制。该研究不仅填补了产前感染与子代肠功能障碍关系的理论空白，更为临床干预提供了精准靶点。

关键技术方法
研究采用肠道上皮特异性Tlr4敲除（Tlr4^ΔIEC
）小鼠模型，通过妊娠期腹腔注射LPS建立子代研究队列。综合运用RNA测序分析差异表达基因，Western blot检测TLR4/5-HT通路蛋白表达，免疫荧光共定位技术观察TLR4-PIEZO1互作，钙成像技术监测BON-1细胞钙内流，以及ELISA定量5-HT水平。

主要研究结果

1. 妊娠期LPS处理增加Tlr4^fl/fl
子代小鼠肠黏膜损伤和胃肠动力
通过HE染色和肠道传输实验发现，LPS暴露使野生型子代小鼠结肠黏膜层厚度减少19.3%（P=0.0197），结肠传输时间缩短32%（P=0.0063），粪便含水量增加25%（P=0.0001）。这些效应在Tlr4^ΔIEC
子代中完全消失，证实肠道上皮TLR4是介导肠动力异常的关键分子。

2. 妊娠期LPS暴露激活Tlr4^fl/fl
子代肠道TLR4信号通路
蛋白质印迹显示LPS组TLR4表达升高2.8倍（P=0.0003），其下游IKKα（CHUK）和COX-2（PTGS2）分别上调1.9倍和3.2倍。NF-κB通路激活标志物p-RELA/RELA比值在联合LPS组显著升高（P=0.0101），但不受Tlr4敲除影响，提示存在TLR4非依赖性激活途径。

3. 5-HT信号通路参与LPS暴露子代肠传输功能障碍
RNA测序鉴定出824个差异基因，KEGG分析显示5-HT能突触通路显著富集。qPCR验证HTR4受体mRNA在LPS组升高2.1倍（P=0.0074），肠嗜铬细胞标志物Reg4和Sypl2表达分别增加1.8倍和2.3倍。Western blot证实5-HT合成限速酶TPH1在联合LPS组上调3.1倍（P=0.0002），而转运体SLC6A4表达降低40%。

4. TLR4与PIEZO1互作促进BON-1细胞钙内流
免疫共沉淀证实TLR4-PIEZO1蛋白复合物在LPS刺激后形成。钙成像显示LPS使BON-1细胞钙内流增加3.5倍，该效应可被TLR4抑制剂TAK-242完全阻断（P<0.0001）。ELISA检测显示细胞上清5-HT浓度在LPS组升高2.2倍（P=0.0078）。

5. PIEZO1在LPS暴露子代结肠高表达
免疫荧光显示LPS组结肠PIEZO1荧光强度增加2.8倍（P=0.0001），而Tlr4^ΔIEC
子代无此变化，证实TLR4调控PIEZO1的组织特异性表达。

结论与展望
该研究首次阐明TLR4-PIEZO1-5-HT轴在妊娠期感染致子代肠动力异常中的核心作用：LPS通过上调肠道TLR4表达，促进其与机械敏感通道PIEZO1的相互作用，增强EC细胞钙内流，最终导致5-HT分泌增加和肠蠕动加速。这一发现不仅为理解产前环境编程（Prenatal programming）理论提供了分子层面证据，更开创性地将机械敏感通道与先天免疫受体功能相关联。

研究的临床意义在于：①确立TLR4-PIEZO1互作为干预产前感染相关胃肠疾病的新靶点；②为开发选择性肠道TLR4抑制剂提供理论依据；③提示监测妊娠期感染子代的5-HT信号可能具有早期预警价值。未来研究需进一步验证TAK-242等抑制剂在活体的治疗效果，并探索性别差异对研究结论的影响。