儿童克罗恩病结肠组织中与铁死亡相关的蛋白质GPX4和PTGS2的表达

《Jornal de Pediatria》：The expression of ferroptosis-related proteins GPX4 and PTGS2 in colonic tissues of pediatric Crohn’s disease

GPX4和PTGS2在儿童克罗恩病中的表达及其与疾病活动度的相关性研究。通过免疫组化分析30例患儿及30例正常结肠组织发现，GPX4阳性率降低（p=0.02），PTGS2阳性率升高（p=0.004），且GPX4表达与疾病活动度呈负相关（r=-0.326），PTGS2呈正相关（r=0.299），提示二者通过铁依赖性细胞死亡途径参与疾病进程。

　　这项研究探讨了铁死亡相关蛋白GPX4和PTGS2在儿童克罗恩病（CD）中的表达情况，以及这些蛋白与疾病活动度之间的关系。克罗恩病是一种慢性非特异性肠道炎症性疾病，属于炎症性肠病（IBD）的一种。近年来，随着生活方式和环境因素的变化，儿童CD的发病率显著上升，给患者的健康带来严重威胁。该病不仅影响消化系统，还可能对儿童的身体发育和心理健康造成不良影响。因此，深入研究其发病机制和相关生物标志物具有重要的临床意义。

铁死亡是一种新型的程序性细胞死亡方式，依赖于铁元素，其特征是铁依赖性活性氧（ROS）的积累和脂质过氧化（LPO）的增加。铁死亡的发生与多种机制有关，例如铁过载、谷胱甘肽（GSH）水平下降、GPX4失活，以及ROS和LPO的积累。这些过程共同作用，导致肠道黏膜屏障受损，进一步加剧炎症反应。GPX4和PTGS2作为铁死亡的关键标志物，参与了脂质过氧化反应的酶促过程。研究发现，GPX4在CD患者的结肠组织中表达水平显著降低，而PTGS2的表达则明显升高。这一发现提示，GPX4和PTGS2可能在CD的铁死亡过程中发挥重要作用，并且其表达水平与疾病严重程度存在一定的相关性。

研究团队通过对30例首次在江西省儿童医院确诊的儿童CD患者进行结肠镜活检，收集了他们的结肠组织样本，并与30例正常结肠组织样本进行对比分析。所有样本均来自相同时间段，并按照年龄和性别进行匹配。通过免疫组化方法检测GPX4和PTGS2的表达情况，结果显示，在CD患者的结肠组织中，GPX4的阳性表达率低于正常组织（p = 0.02），而PTGS2的阳性表达率则显著高于正常组织（p = 0.004）。此外，根据平均光密度（AOD）值计算的相对表达水平也显示，CD组织中GPX4的表达低于正常组织（p = 0.02），而PTGS2的表达则明显高于正常组织（p = 0.000）。这些结果表明，铁死亡可能在CD的结肠上皮细胞中发生，而GPX4和PTGS2的表达变化可能是这一过程的重要标志。

进一步分析发现，GPX4的染色评分随着CD疾病活动度的增加而逐渐下降（p < 0.001），其与疾病活动度呈负相关（r = -0.326），而PTGS2的染色评分则随着疾病活动度的升高而增加（p < 0.001），与疾病活动度呈正相关（r = 0.299）。这意味着，GPX4的减少可能与CD的炎症加重有关，而PTGS2的增加则可能促进了铁死亡的发生，从而加剧了肠道损伤。GPX4通过将有毒的脂质过氧化物转化为无毒的脂醇，降低脂质过氧化物的毒性，维持细胞膜脂质双层的稳定性，从而保护细胞免受氧化损伤，抑制铁死亡。相比之下，PTGS2作为一种关键的限速酶，催化花生四烯酸转化为前列腺素，其在炎症刺激下表达水平升高，进而促进脂质过氧化和铁死亡的进程。

在讨论部分，研究者指出，尽管GPX4和PTGS2的表达与CD疾病活动度之间存在一定的关联，但相关性较弱。这可能是由于样本采集的局限性所致。例如，每个CD病例仅选取了结肠镜活检样本中的单一病变组织，这可能无法全面反映整个病变区域的严重程度，从而导致组内差异较大，掩盖了真实的相关性。此外，免疫组化染色评分的计算依赖于观察者的主观判断，这种主观性可能导致不同观察者之间存在一定的评分差异。同时，PCDAI评分作为评估CD活动度的综合指标，虽然经过临床验证，但其中一些参数（如腹痛、排便频率）依赖于患者的主观描述，尤其在儿童群体中，由于表达能力有限，可能存在一定的误差。此外，样本量较小也可能影响相关系数的稳定性，导致实际关联强度被低估。

综上所述，铁死亡作为一种新型的细胞死亡方式，在CD的发病机制中可能扮演了重要角色。GPX4和PTGS2作为铁死亡的关键标志物，其表达水平的变化可能反映了肠道上皮细胞在疾病过程中的损伤情况。研究发现，GPX4的表达减少与CD的活动度增加呈负相关，而PTGS2的表达增加则与CD的活动度呈正相关。这些结果为理解CD的发病机制提供了新的视角，并为未来的临床研究和治疗策略的制定奠定了基础。

然而，该研究也存在一定的局限性。首先，样本量较小，仅包括30例CD患者和30例正常组织，这可能限制了研究结果的普遍适用性。其次，样本来源较为单一，仅来自江西省儿童医院，未能涵盖不同地区或不同种族的患者群体，这可能影响研究结果的代表性。此外，由于研究方法主要依赖于免疫组化分析，其结果受到多种因素的影响，如组织取样方式、染色评分的主观性等，因此需要更多的客观指标来验证这些发现。最后，研究未涉及疾病复发、进展和治疗反应的长期随访，因此无法全面评估GPX4和PTGS2在CD发展过程中的动态变化及其对治疗效果的影响。

为了进一步验证这些发现，未来的研究可以采用多中心临床试验的方式，扩大样本量并涵盖更广泛的患者群体。同时，可以结合多种检测方法，如基因表达分析、蛋白质组学研究和代谢组学分析，以更全面地了解GPX4和PTGS2在CD中的作用机制。此外，研究还可以关注这些蛋白在不同疾病阶段的变化情况，以及它们与其他铁死亡相关蛋白（如ACSL4和LPCAT3）之间的相互作用。通过这些研究，可以更深入地揭示铁死亡在CD中的具体作用，并探索其作为潜在治疗靶点的可能性。

总的来说，这项研究为理解儿童CD中的铁死亡机制提供了重要的线索，也为未来的研究方向指明了道路。尽管目前的研究还存在一定的局限性，但其结果仍然具有重要的理论和实践价值。随着研究的深入和技术的进步，铁死亡相关蛋白在CD中的作用有望得到更全面的揭示，从而为改善儿童CD的诊断和治疗提供新的思路和方法。