油酸长期暴露损害Caco-2细胞分化与紧密连接完整性的机制研究

本研究针对高脂饮食（HFD）引发的肠道屏障功能障碍问题，通过模拟油酸（OA）暴露探究其对Caco-2细胞分化及紧密连接（TJ）的影响。研究发现OA通过下调ZO-1/claudin-1蛋白表达、激活ERK1/2/NF-κB信号通路及氧化应激，破坏肠道上皮屏障形成，为HFD相关系统性炎症提供了分子机制解释。

　　

随着现代饮食结构中高脂食物比例的增加，肥胖及相关代谢性疾病已成为全球健康挑战。高脂饮食（HFD）不仅导致热量过剩，更可能通过破坏肠道屏障功能引发系统性炎症。肠道上皮细胞的增殖-分化转换（PDT）过程对维持屏障完整性至关重要，但HFD中主要成分油酸（OA）如何影响这一过程尚不明确。

美国农业部资助项目（NIFA-USDA）的研究团队以人结肠癌细胞系Caco-2为模型，模拟肠道上皮分化过程，首次系统评估了间歇性OA暴露（0.2-1.6 mM，6 h/天）对肠屏障形成的影响。研究发现发表于《Archives of Biochemistry and Biophysics》，揭示了OA通过多重机制干扰肠道稳态的新机制。

研究采用跨上皮电阻（TEER）测量、免疫印迹、氧化应激指标检测等关键技术，结合特异性信号通路抑制剂验证。结果显示：

1. OA对细胞分化的影响

OA处理显著降低肠细胞分化标志物（蔗糖酶-异麦芽糖酶SI、碱性磷酸酶ALP）表达，同时抑制微丝骨架蛋白villin的极化分布，提示OA阻碍了Caco-2细胞向成熟肠上皮的形态功能转化。

2. 屏障功能破坏机制

• 结构层面：TJ核心蛋白ZO-1和claudin-1表达量下降50%以上

• 动态调控：激活ERK1/2和NF-κB磷酸化级联反应，促进肌球蛋白轻链（MLC）磷酸化，导致TJ可逆性开放

• 氧化应激：细胞内ROS水平升高2.3倍，伴随SOD活性抑制

3. 基质重塑异常

OA上调基质金属蛋白酶MMP-2/9活性，加速细胞外基质降解，进一步削弱屏障结构稳定性。

这项研究首次阐明OA通过"三管齐下"的机制破坏肠屏障：直接降低TJ蛋白表达、激活通透性相关信号通路、诱发氧化应激。特别值得注意的是，1.6 mM OA浓度相当于人类日常HFD摄入的生理相关剂量，其效应在分化早期（10天）即显现，提示短期HFD暴露也可能造成累积损伤。

讨论部分指出，OA诱导的ERK/NF-κB/MLC信号轴激活与克罗恩病病理特征高度相似，为饮食干预炎症性肠病提供了新靶点。通讯作者Patricia I. Oteiza强调，该发现解释了临床观察中HFD消费者肠道通透性增加的分子基础，建议开发针对MLCK或抗氧化系统的联合干预策略。研究局限性在于未探讨不同脂肪酸组合效应，未来需通过类器官模型验证体内相关性。

这项工作的创新性在于将营养因素、细胞分化和屏障功能动态关联，为"饮食-肠道-全身炎症"的恶性循环提供了实验依据，对代谢性疾病防治具有重要指导价值。