局部生长激素促进结肠上皮微环境衰老的分子机制

这篇开创性研究揭示了局部非垂体生长激素（npGH）作为衰老相关分泌表型（SASP）的关键组分，通过自分泌/旁分泌机制激活上皮-间质转化（EMT），诱导β-连环蛋白（β-catenin）核转位，重塑细胞外基质（ECM）和黏着斑通路，最终导致结肠微环境衰老。研究运用三维肠类器官模型、磷酸化蛋白质组学和全基因组测序，首次阐明npGH通过抑制DNA损伤修复、增加结构变异（SV）和染色体不稳定性，为年龄相关性结肠病变提供新靶点。

　　

引言

组织微环境由免疫细胞、干细胞、内皮细胞、基质细胞和上皮细胞组成，其稳态失衡与衰老和肿瘤进展密切相关。研究发现衰老细胞分泌的衰老相关分泌表型（SASP）中，局部非垂体生长激素（npGH）表达显著升高。与循环垂体来源的GH不同，npGH在衰老结肠上皮细胞中特异性表达，但其对微环境的影响机制尚未阐明。

npGH在衰老结肠细胞中的表达特征

免疫荧光证实npGH与衰老标志物SA-β-gal在正常结肠组织和增生性息肉中共定位，且与增殖标记物Ki67互斥。老年个体结肠组织中npGH表达量较年轻个体增加2-3倍，并与抑癌蛋白p16共表达，提示npGH可能作为SASP组分参与衰老调控。

自分泌npGH触发EMT和β-catenin核转位

慢病毒介导的GH过表达（lentiGH）使正常人类结肠细胞（hNCC）出现典型EMT特征：

1. 分子标志改变：Twist2上调3.5倍，E-钙黏蛋白（E-cadherin）和APC蛋白表达下降60%

2. 信号通路激活：β-catenin核转位增加4倍，TCF/LEF报告基因活性提升2.2倍

3. 功能变化：迁移和侵袭能力分别增强2.8倍和3.1倍（p<0.01）

旁分泌npGH的微环境重塑作用

共培养实验显示，未感染lentiGH的hNCC在旁分泌GH作用下：

• ECM相关基因LAMA3、THBS1表达上调2-3倍

• 黏着斑通路关键分子ITGB4、RhoB异常激活

• 金属基质蛋白酶MMP2/9 mRNA水平增加2.5倍

  三维肠类器官模型进一步证实，旁分泌GH诱导tenascin C等ECM糖蛋白表达，破坏细胞极性。

磷酸化蛋白质组学揭示细胞运动调控机制

定量分析发现GH处理24小时后：

• 细胞骨架相关蛋白磷酸化改变：cofilin去磷酸化增加40%，LIMK1活性降低35%

• 运动相关通路异常：BIN1、CLIP1等磷酸化水平变化2-3倍（p<0.05）

• 肌球蛋白家族表达普遍下调，其中myosin VI减少达60%

染色体不稳定性与DNA损伤

全基因组测序显示GH暴露使类器官细胞：

• 结构变异（SV）增加59%，包括重复（DUP）和缺失（DEL）

• 高频突变集中于黏蛋白O-糖基化通路（GALNT12相关变异p<0.05）

• 抑癌基因MUC3A/MUC4出现移码突变

动物模型验证

裸鼠移植GH分泌型异种移植瘤后：

• 结肠组织Twist2表达增加2.1倍，E-钙黏蛋白减少70%

• GHRKO小鼠则呈现相反表型，提示GH信号通路特异性

讨论与展望

该研究系统阐明npGH通过EMT-ECM-染色体不稳定性轴促进结肠微环境衰老的分子网络，为年龄相关结肠疾病提供新的干预靶点。特别值得注意的是，GH诱导的DNA修复抑制和基因组不稳定性可能解释老年群体结肠癌高发的分子基础。未来研究可探索靶向npGH的senolytic药物在延缓结肠衰老中的应用价值。