磷酸肌酸挽救与肌酸激酶缺失相关的肠上皮细胞代谢功能障碍并在小鼠结肠炎中发挥保护作用

针对炎症性肠病(IBD)中肠上皮细胞(CK)缺失导致的能量代谢障碍，研究人员通过构建CKB KD T84细胞和CK dKO小鼠结肠类器官模型，结合PCr补充实验，发现磷酸肌酸(PCr)可逆转ATP水平下降、修复上皮屏障功能并改善结肠炎症状，为IBD治疗提供了新型代谢干预策略。

　　

炎症性肠病(IBD)患者肠道组织中存在显著的代谢异常现象，其中肌酸激酶(Creatine Kinase, CK)表达下降尤为突出。CK作为细胞能量代谢的核心酶，通过催化肌酸与ATP、磷酸肌酸(Phosphocreatine, PCr)与ADP之间的高能磷酸基团双向转移，维持细胞的快速供能需求。然而，CK缺失如何影响肠上皮细胞(Intestinal Epithelial Cells, IECs)功能，以及是否存在代谢补偿途径，始终是未解之谜。这一科学问题的解答，对开发IBD新型治疗策略具有重要意义。

为阐明这一机制，研究人员构建了脑型CK亚基敲低(CKB KD)的T84人结肠癌细胞系，并利用脑型/线粒体型CK双敲除(CK dKO)小鼠的结肠类器官模型。通过高效液相色谱(HPLC)检测ATP/PCr水平、Seahorse细胞能量代谢分析仪评估氧化磷酸化能力、跨上皮电阻(TEER)和划痕实验评价屏障修复功能，结合PCr干预实验，系统解析了CK缺失的病理效应及补救措施。在动物层面，采用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型，评估口服PCr的治疗效果。

背景与目的
研究证实IBD患者肠道CK表达降低，但该变化对IECs能量代谢和功能的具体影响尚未明确。团队旨在揭示CK缺失导致的代谢缺陷，并探索PCr替代治疗的可行性。

方法学创新
实验采用双重验证体系：人源CKB KD细胞系模拟CK表达下降，鼠源CK dKO类器官再现基因缺失表型。通过多组学技术证实，CK缺失导致ATP库减少40%、基础耗氧率下降25%，并伴随增殖速率降低和屏障功能受损。

关键发现

1. 能量危机：CK dKO类器官ATP/ADP比值较野生型降低2.3倍，线粒体复合物IV活性下降35%，证实CK缺失引发氧化磷酸化障碍。
2. 功能缺陷：CKB KD细胞的伤口愈合速度延迟60%，TEER值降低45%，提示上皮修复和屏障功能严重受损。
3. PCr拯救效应：10mM PCr处理24小时可使ATP水平恢复至对照组的90%，同时使增殖标记物Ki⁺细胞比例从12%回升至28%。
4. 治疗潜力：PCr灌胃使DSS结肠炎小鼠的疾病活动指数(DAI)降低55%，结肠缩短现象改善40%，组织学评分提升2.5倍。

结论与展望
该研究首次阐明CK-肌酸能量穿梭系统在维持IECs稳态中的核心地位，证实PCr可通过绕过CK酶促反应直接供能。这种"代谢旁路"策略为IBD治疗提供了新思路：针对能量代谢缺陷的精准干预可能比传统抗炎治疗更具组织保护特异性。论文发表于《Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology》，为开发基于PCr的IBD代谢疗法奠定了理论基础。值得注意的是，PCr在人体肠道中的生物利用度及长期安全性仍需进一步验证，其与现有免疫调节剂的协同作用也值得探索。