敲低Lcn2通过抑制IL-17A信号通路减轻坏死性小肠结肠炎新生大鼠模型的细胞焦亡

本研究揭示了Lipocalin-2（Lcn2）在坏死性小肠结肠炎（NEC）中的关键作用。通过生物信息学分析和实验验证，发现敲低Lcn2能显著抑制NLRP3/c-Caspase-1/GSDMD轴介导的细胞焦亡（pyroptosis），并阻断IL-17A信号通路，从而改善肠道炎症和上皮损伤。该研究为NEC治疗提供了新的潜在靶点。

　　

Abstract

Background

坏死性小肠结肠炎（NEC）是一种主要影响早产儿的致命胃肠道疾病。然而，针对细胞焦亡（pyroptosis）的具体分子调控机制仍不明确。

Methods

通过生物信息学方法鉴定Lipocalin-2（Lcn2）为细胞焦亡相关枢纽基因。采用配方奶喂养结合缺氧（100% N₂，70秒）和低温（4°C，10分钟）处理构建新生大鼠NEC模型。使用脂多糖（LPS）刺激大鼠肠上皮细胞IEC-6和人肠上皮细胞HIEC-6模拟NEC炎症反应。通过苏木精-伊红（HE）染色进行回肠组织学评估，检测存活率、体重和肠道损伤评分。采用CCK-8法、流式细胞术、蛋白质印迹和ELISA法分析细胞活力、凋亡、焦亡及炎症因子水平。

Results

Lcn2在NEC回肠组织和LPS处理的IEC-6细胞中显著上调。敲低Lcn2可减轻新生大鼠NEC模型的肠道损伤，提高存活率，并抑制NLRP3、cleaved Caspase-1、GSDMD-N及促炎细胞因子（IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-18和HMGB1）的表达。在LPS刺激的IEC-6和HIEC细胞中，Lcn2敲低能恢复细胞活力、减少凋亡并抑制焦亡，而NLRP炎症小体激活剂尼日利亚菌素（nigericin）可逆转该保护效应。机制上，Lcn2敲低下调IL-17a及其受体IL-17ra的表达。重组IL-17A处理在体外和体内均显著逆转了Lcn2沉默的保护作用。

Conclusion

敲低Lcn2通过阻断IL-17A通路抑制NEC的肠道炎症和细胞焦亡，为NEC治疗提供了潜在新策略。

Introduction

坏死性小肠结肠炎（NEC）是一种主要发生于低出生体重（<1,500克）新生儿的严重胃肠道炎症性疾病。NEC会广泛损伤新生儿肠道，严重时可引发危及生命的全身性反应，包括休克、酸中毒和黄疸。尽管新生儿护理和营养支持策略不断进步，NEC仍是住院婴儿发病和死亡的主要原因。遗传因素日益被认为是影响易感性、疾病进展和预后的重要因素。然而，NEC进展的具体分子机制尚未明确，因此识别新的治疗靶点对改善NEC管理和预后至关重要。

Lipocalin-2（Lcn2）在肠道和代谢炎症调控中起关键作用。Lcn2失调与多种肠道疾病相关，包括自身免疫性肠病、胃肠道感染和肠道肿瘤。作为肠道和代谢炎症的核心介质，Lcn2通过招募免疫细胞（特别是中性粒细胞）和刺激促炎细胞因子产生来促进炎症。值得注意的是，Lcn2已成为早产儿NEC早期预测的有前景生物标志物。研究发现在NEC患儿肠道组织中，IL-17通路相关基因（包括Lcn2）高度调控，但Lcn2在NEC中的具体作用和分子机制仍不明确。

细胞焦亡是一种新发现的炎症性程序性细胞死亡形式，主要由炎症小体依赖性Caspase-1激活触发，以分泌IL-1β和IL-18等促炎介质为特征，会加剧炎症级联反应。在病理条件下，焦亡破坏肠道屏障并损害免疫调节，从而促进肠道炎症。在NEC中，NLRP3炎症小体异常激活，抑制NLRP3已成为潜在治疗策略。此外，循环GSDMD和IL-1β水平被报道作为NEC的早期诊断指标。最新证据表明Lcn2可能通过激活NF-κB/NLRP3/GSDMD通路促进肠上皮细胞焦亡，加剧结肠炎。但Lcn2调控NEC焦亡的具体机制仍未完全阐明。

本研究通过整合多组高通量转录组数据，鉴定Lcn2为NEC中焦亡相关调控因子，并利用新生大鼠模型和IEC-6细胞模型聚焦Lcn2在焦亡和IL-17通路中的作用，为NEC的分子基础提供新见解，提示Lcn2作为缓解肠道炎症和上皮损伤的潜在治疗靶点。