Secretagogin下调通过抑制LEF-1/NCAM1轴损害神经细胞迁移参与先天性巨结肠发病机制

【字体: 时间:2025年07月18日 来源:Molecular & Cellular Proteomics 6.1

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  研究人员针对先天性巨结肠(HSCR)中肠神经嵴细胞(ENCC)迁移障碍的机制难题,通过TMT蛋白质组学发现钙结合蛋白Secretagogin(SCGN)在病变结肠组织中显著低表达。研究证实SCGN通过上调转录因子LEF-1直接激活神经细胞粘附分子NCAM1的转录,从而促进神经细胞迁移。该发现不仅揭示了HSCR的新发病机制,更首次证明SCGN免疫组化诊断HSCR的敏感度达100%、特异度98.72%,为临床诊断提供了突破性标志物。

  

先天性巨结肠(HSCR)是新生儿常见的消化道发育畸形,每万名活产儿中就有1-2例发病。这种疾病最典型的特征就是远端肠道缺乏神经节细胞,导致顽固性便秘和肠梗阻。更棘手的是,延迟诊断可能引发致命的并发症——巨结肠相关性小肠结肠炎(HAEC)。虽然已知肠神经嵴细胞(ENCC)迁移障碍是致病关键,但具体分子机制仍如"黑箱",临床也缺乏精准的诊断标志物。

华中科技大学同济医学院附属协和医院的研究团队在《Molecular》发表的重要研究中,通过创新性的蛋白质组学分析和多维度功能验证,解开了这个谜团。研究人员首先采用TMT标记定量蛋白质组学技术,对比分析了3例HSCR患者和3例创伤患者的结肠组织,发现钙感应蛋白Secretagogin(SCGN)在病变组织中显著下调。这个发现犹如打开了一扇新的大门,因为SCGN在神经内分泌系统中特异性表达,但此前从未被发现与HSCR相关。

研究主要运用了四大关键技术:TMT定量蛋白质组学筛选差异蛋白;SH-SY5Y和SK-N-BE(2)神经细胞系的基因沉默/过表达功能实验;斑马鱼胚胎显微注射和神经发育模型;以及130例临床标本的免疫组化诊断验证。这些技术犹如一套精密的"组合拳",从分子到细胞再到整体水平全方位解析SCGN的功能。

研究结果部分呈现了五个关键发现:

  1. SCGN在HSCR病变结肠组织中低表达
    蛋白质组学显示SCGN在HSCR组下调2.3倍,Western blot和免疫组化证实其在狭窄段肠壁神经节完全缺失,过渡段弱表达,而扩张段与正常组织无差异。这种"梯度式"表达模式提示SCGN与神经节发育密切相关。

  2. SCGN缺陷抑制神经细胞迁移
    过表达SCGN使SH-SY5Y细胞穿Transwell膜数量增加2.1倍,伤口愈合率提升58%;相反,siRNA沉默SCGN后细胞迁移能力显著受损。特别有趣的是,斑马鱼实验中SCGN morpholino注射导致脊髓神经缩短37%,而共注射SCGN mRNA可完全挽救这一缺陷,证明SCGN在体内外均调控神经发育。

  3. 细胞粘附分子NCAM1是SCGN下游效应分子
    KEGG分析发现细胞粘附分子通路最显著富集。实验证实SCGN特异性上调NCAM1而非CADM1等分子。当研究人员在SCGN沉默细胞中"补偿性"过表达NCAM1时,受损的细胞迁移能力神奇地恢复了82%,这就像为瘫痪的神经细胞装上了"新引擎"。

  4. SCGN通过LEF-1激活NCAM1转录
    JASPAR数据库预测LEF-1在NCAM1启动子区有结合位点。双荧光素酶报告基因实验显示,LEF-1使野生型NCAM1启动子活性增强3.4倍,而对突变型无影响。更关键的是,SCGN调控LEF-1表达——当SCGN被抑制时,LEF-1蛋白水平下降61%,形成级联调控轴。

  5. SCGN诊断HSCR具有超高准确性
    在130例临床验证中,SCGN免疫组化诊断HSCR的敏感度达100%,特异度98.72%。病理切片上,正常组粘膜下神经节呈强阳性,而HSCR组完全阴性。更巧妙的是,杯状细胞的内对照染色为判读提供了"天然标尺",极大提升了诊断可靠性。

这项研究犹如绘制了一幅精细的"分子地图":SCGN作为"指挥官"上调LEF-1,后者作为"传令兵"激活NCAM1"执行者",共同驱动神经细胞迁移。这一发现不仅填补了HSCR发病机制的理论空白,其临床转化价值更令人振奋——SCGN免疫组化可望成为新的"金标准",解决现有标志物Calretinin存在3-16%假阳性的临床痛点。研究人员特别指出,未来需要开展多中心研究优化抗体标准化和数字判读系统,让这一发现真正惠及患儿。正如讨论部分强调的,这项研究为理解神经嵴细胞迁移提供了新范式,更为罕见病精准诊断树立了标杆。

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