盐皮质激素受体通过中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)通路驱动肠道纤维化的机制研究

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:Nature Communications 14.7

编辑推荐:

  针对炎症性肠病(IBD)患者肠道纤维化缺乏特效疗法的难题,研究人员聚焦盐皮质激素受体(MR)及其靶点中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白(NGAL)的作用机制。通过动物模型(DSS诱导慢性结肠炎)和细胞实验,首次证实MR拮抗剂螺内酯或平滑肌特异性MR基因缺失可显著抑制肠道纤维化,并揭示NGAL是MR下游调控TGF-β1/SMAD通路的关键介质。该研究为IBD纤维化提供了新靶点,支持已上市MR拮抗剂的临床转化潜力。

  

论文解读

炎症性肠病(IBD)患者中,超过50%的克罗恩病(CD)和5%的溃疡性结肠炎(UC)患者会发展为肠道纤维化,导致肠腔狭窄、反复手术,甚至肠道功能丧失。尽管抗炎药物(如抗TNF制剂)能控制炎症,但对纤维化进程作用有限,亟需针对纤维化机制的特异性疗法。盐皮质激素受体(MR)在心脏、肾脏等器官的纤维化中已被证实是关键调控因子,且其拮抗剂(如螺内酯)是已上市的安全药物。然而,MR在肠道纤维化中的作用尚不明确。法国国家健康与医学研究院(INSERM)联合诺曼底鲁昂大学的研究团队在《Nature Communications》发表研究,首次揭示MR-NGAL通路在肠道纤维化中的核心机制,为IBD治疗开辟新路径。

研究人员综合运用三类关键技术:

  1. 动物模型:采用雄性C57BL/6J小鼠构建慢性葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎纤维化模型(3周期循环给药),并通过三硝基苯磺酸(TNBS)模型验证普适性;
  2. 细胞实验:利用人结肠成纤维细胞(CCD-18Co)、人肠微血管内皮细胞(HIMEC)及小鼠原代结肠平滑肌细胞(SMC),探究MR激动剂(醛固酮)和拮抗剂(螺内酯)对纤维化标志物(如α-SMA、COL1、MMP)的影响;
  3. 分子机制分析:结合染色质免疫沉淀(ChIP)、基因沉默(siRNA靶向NGAL)和转基因动物(SMC特异性MR基因敲除、NGAL全局敲除小鼠),验证MR-NGAL转录调控及下游TGF-β1/SMAD通路的作用。

研究结果

1. DSS慢性结肠炎激活MR信号
在DSS模型中,小鼠血浆醛固酮水平显著升高(图1b),结肠MR蛋白及其下游靶点血清糖皮质激素调节激酶1(SGK1)表达上调(图1c,d),表明MR通路在肠道纤维化中被激活。

2. MR拮抗剂螺内酯抑制纤维化
螺内酯治疗降低纤维化标志基因表达(Tgfb1、Smad2/3、Mmp3/9、Timp1)(图2a),减少胶原沉积(COL1蛋白下降,图2b)和基质金属蛋白酶活性(MMP-2/9,图2d),并抑制TGF-β1产生及SMAD2/3磷酸化(图2e,f)。螺内酯还减轻炎症(体重回升、结肠重量/长度比降低、MPO活性下降)。

3. 平滑肌细胞(SMC)特异性MR缺失阻断纤维化
SMC中条件性敲除MR(sm22-MR-/-)显著降低纤维化评分和胶原面积(图3c),抑制MMP-2/9活性和TGF-β1/SMAD信号(图3d–f)。该效果在雌性小鼠中更显著,可能与性激素-MR相互作用有关。

4. NGAL是MR下游关键介质
MR激活上调结肠NGAL表达(图5a–e),而螺内酯或SMC-MR缺失可阻断此效应。机制上,MR直接结合NGAL启动子(ChIP证实,图6b),而NGAL基因敲除(NGAL-/-)小鼠的纤维化程度显著减轻(α-SMA、COL1降低,图7a,b),且TGF-β1/SMAD通路被抑制(图7e,f)。

5. 细胞模型验证MR-NGAL轴
醛固酮通过MR诱导CCD-18Co和HIMEC细胞表达α-SMA、COL1及MMP-2(图4b–e, g–j),而NGAL沉默或重组NGAL处理分别阻断或模拟该效应(图8a–f),证实NGAL介导MR的促纤维化作用。

结论与意义

本研究首次阐明:MR激活通过直接调控NGAL表达,驱动TGF-β1/SMAD通路,导致肠道成纤维细胞活化、内皮-间质转化(EndoMT)及胶原沉积,最终引发纤维化(图10)。其重要意义在于:

  1. 机制创新:确立MR-NGAL轴为肠道纤维化的核心通路,补充了IBD"炎症-纤维化"转化机制的空缺;
  2. 治疗转化:MR拮抗剂(如螺内酯)作为已上市药物,安全性明确,可直接推进IBD纤维化适应症的临床试验;
  3. 个体化医疗:基于MR/NGAL表达水平的患者分层,可能优化抗纤维化疗法的精准应用。
    该研究不仅为IBD提供了首个针对纤维化的靶向治疗策略,也为其他器官纤维化研究提供了范式参考。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号