肠道来源胰高血糖素样肽经GLP-1R与GLP-2R信号减轻T细胞诱导的肠道损伤

《Cell Reports Medicine》：Gut-derived glucagon-like peptides attenuate T cell-induced intestinal injury

　　

胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）和胰高血糖素样肽-2（glucagon-like peptide-2，GLP-2）由肠内分泌L细胞产生并调控能量稳态。GLP-1受体（GLP-1 receptor，GLP-1R）激活可改善葡萄糖稳态并诱发饱腹感和体重减轻，而GLP-2受体（GLP-2 receptor，GLP-2R）信号则促进肠道生长和营养吸收。临床前研究显示，GLP-1R和GLP-2R激动作用亦可减轻肠道损伤。本研究表明，内源性GLP-1R和GLP-2R信号对于保护肠道免受T细胞介导的肠病至关重要。T细胞激活所诱发的肠道损伤在Glp1r^-/-和Glp2r^-/-小鼠以及肠道前胰高血糖素基因选择性缺失（Gcg^Gut-/-）的小鼠中均有所加重。相反，GLP-2R激动剂替度鲁肽（teduglutide）和GLP-1R激动剂司美格鲁肽（semaglutide）单独或联合给药，均可减轻Gcg^Gut-/-小鼠中抗CD3（αCD3）诱导的肠道损伤。综上所述，这些发现证明了内源性GLP-1R/GLP-2R活性在免疫介导肠道损伤中具有不同的生物学作用，并凸显了胰高血糖素样肽单独或联合应用对于改善T细胞介导的黏膜损伤的治疗潜力。

**研究背景与问题**

胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）和胰高血糖素样肽-2（glucagon-like peptide-2，GLP-2）是肠内分泌L细胞产生的两种关键的前胰高血糖素衍生肽（proglucagon-derived peptides，PGDPs）。GLP-1通过增强葡萄糖依赖性胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌和延缓胃排空来改善血糖稳态，其受体（GLP-1R）激动剂已被广泛应用于2型糖尿病（type-2 diabetes，T2D）和肥胖症的治疗。GLP-2受体（GLP-2R）激动可促进肠道黏膜生长、增强营养吸收和改善黏膜屏障功能，其激动剂替度鲁肽（teduglutide）已被批准用于治疗短肠综合征（short bowel syndrome，SBS）。既往研究表明，这两种肽除代谢调控作用外，还可抑制炎症和减轻肠道黏膜损伤，但内源性GLP-1R和GLP-2R信号在T细胞介导的肠道损伤中的生理学重要性尚不明确。

**研究内容与结论**

研究人员利用全身性Glp1r^-/-和Glp2r^-/-基因敲除小鼠以及肠道前胰高血糖素基因选择性敲除（Gcg^Gut-/-）小鼠，结合抗小鼠CD3ε单克隆抗体（αCD3）诱导的急性T细胞介导肠病模型，系统评估了内源性与药理性GLP-1和GLP-2作用在该病理过程中的功能意义。研究发现，内源性GLP-1R和GLP-2R信号对于保护肠道免受T细胞介导的肠病至关重要：Glp1r^-/-小鼠表现出更严重的肠道炎症和中性粒细胞浸润，Glp2r^-/-小鼠表现出隐窝细胞增殖减少和潘氏细胞丢失加剧，而Gcg^Gut-/-小鼠则表现出更广泛的组织病理学损伤、肠道通透性增加和恢复延迟。药理学实验中，替度鲁肽可部分恢复Gcg^Gut-/-小鼠的小肠重量并减轻组织损伤和炎症；司美格鲁肽可降低循环细胞因子水平、部分恢复肠道损伤并增加潘氏细胞标志基因表达；两者联合治疗可进一步减轻全身和肠道炎症、减少肠道损伤并恢复隐窝密度。该研究揭示了内源性GLP-1R/GLP-2R信号在免疫介导肠道损伤中的不同生物学作用，并提示胰高血糖素样肽单独或联合应用对T细胞介导黏膜损伤具有治疗潜力。论文发表在《Cell Reports Medicine》。

**主要技术方法**

研究人员使用了以下关键技术方法：全身性Glp1r^-/-和Glp2r^-/-基因敲除小鼠模型、肠上皮细胞特异性前胰高血糖素基因敲除（Gcg^Gut-/-）小鼠模型；腹腔注射αCD3ε抗体诱导T细胞介导肠病模型；组织学切片苏木精-伊红（H&E）染色及组织病理学评分；免疫组织化学染色检测中性粒细胞弹性蛋白酶（neutrophil elastase，NE）和5-溴-2′-脱氧尿苷（BrdU）标记的增殖细胞；实时定量PCR检测肠道基因表达；基于电化学发光的多因子免疫分析检测血浆和组织细胞因子水平；FITC-葡聚糖和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）测定评估肠道通透性；16S rRNA基因测序分析肠道菌群组成；流式细胞术对脾脏、肠系膜淋巴结和小肠固有层免疫细胞进行免疫分型。

**研究结果**

**Glp2r^-/-小鼠在T细胞诱导肠道损伤后表现出受损的再生反应**

αCD3处理后，Glp2r^-/-与Glp2r^+/+小鼠的体重下降相似，但Glp2r^-/-小鼠回肠绒毛高度降低、隐窝细胞增殖减少，隐窝密度降低，总损伤评分升高，其中潘氏细胞丢失程度尤为显著。这提示内源性GLP-2R信号在T细胞诱导肠道损伤后的恢复中发挥重要作用。

**T细胞诱导的肠道损伤和炎症在Glp1r^-/-小鼠中增强**

与Glp2r^-/-小鼠不同，αCD3处理的Glp1r^-/-小鼠表现出更明显的小肠重量和长度减少、组织损伤加重和免疫细胞浸润增加。回肠中脂质运载蛋白（lipocalin，Ngal）基因表达以及白细胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6和中性粒细胞趋化因子CXCL1水平升高，中性粒细胞弹性蛋白酶阳性（NE⁺）细胞数量显著增加。这证明内源性GLP-1R信号在调控系统性T细胞激活诱导的肠道炎症反应中具有重要作用。

**T细胞诱导的肠病在Gcg^Gut-/-小鼠中更为严重且恢复延迟**

αCD3处理后，Gcg^Gut-/-小鼠循环GLP-1水平显著低于Gcg^Gut+/+小鼠，小肠重量和长度减少更明显，组织病理学损伤和隐窝丢失更广泛。Gcg^Gut-/-小鼠的体重恢复延迟，约25%的小鼠在第5天仍持续体重下降。第5天时，Gcg^Gut-/-小鼠绒毛高度降低，肠道干细胞（intestinal stem cell，ISC）标志物Lgr5和Olfm4以及顶端钠依赖性胆汁酸转运蛋白（apical sodium-dependent bile acid transporter，Slc10a2）的mRNA水平降低。这表明肠道来源PGDPs对T细胞介导肠病的黏膜恢复必不可少。

**抗CD3暴露改变肠道菌群，且与肠道Gcg表达无关**

16S rRNA测序分析显示，αCD3处理降低了两种基因型小鼠的微生物丰富度，并以αCD3处理而非基因型作为β多样性差异的主要驱动因素。在门水平上，αCD3处理增加了变形菌门和疣微菌门的相对丰度，同时减少了厚壁菌门的丰度。在属水平上，αCD3处理促进了条件致病菌（如Rodentibacter、葡萄球菌属、肠球菌属、拟杆菌属和副拟杆菌属）以及致病菌大肠杆菌-志贺氏菌的扩增，同时减少了28个其他属的丰度，其中18个属于厚壁菌门。

**GLP-2R激动作用减轻Gcg^Gut-/-小鼠T细胞诱导肠病的严重程度**

使用低剂量替度鲁肽（40 μg/kg）治疗可减轻αCD3处理的Gcg^Gut-/-小鼠的体重下降，恢复小肠重量/长度比，并部分逆转隐窝丢失和回肠组织损伤。替度鲁肽还降低了Gcg^Gut-/-小鼠回肠组织中显著升高的IL-1β、IL-6和CXCL1水平，并明显减少了NE⁺细胞数量。但替度鲁肽对FITC-葡聚糖和LPS水平无显著影响。

**司美格鲁肽减少αCD3诱导的隐窝丢失并增强Gcg^Gut-/-小鼠的潘氏细胞基因表达**

使用低剂量司美格鲁肽（2.5 μg/kg）治疗可降低αCD3处理的Gcg^Gut+/+和Gcg^Gut-/-小鼠的全身炎症生物标志物，部分恢复Gcg^Gut-/-小鼠的隐窝密度并减轻组织病理学损伤评分。司美格鲁肽还增加了αCD3处理的Gcg^Gut-/-小鼠回肠中潘氏细胞标志物Defa5和Lyz1以及Reg3g的mRNA水平。

**司美格鲁肽与替度鲁肽联合治疗可减轻Gcg^Gut-/-小鼠αCD3诱导的肠道损伤**

联合治疗在αCD3暴露后3小时降低了Gcg^Gut+/+和Gcg^Gut-/-小鼠的系统性炎症生物标志物，并在回肠中诱导了早期生长反应基因Ereg和Egr1的表达。联合治疗使αCD3处理的Gcg^Gut-/-小鼠的回肠隐窝密度恢复正常，并将总损伤评分降至与Gcg^Gut+/+小鼠相当的水平。联合治疗还增加了Gcg^Gut+/+小鼠的Lgr5水平。

**免疫细胞群在αCD3处理的Gcg^Gut-/-小鼠中或GLP-1R/GLP-2R激动作用后基本保持不变**

流式细胞术免疫分型显示，αCD3处理后Gcg^Gut-/-与Gcg^Gut+/+小鼠在小肠固有层和肠系膜淋巴结中的髓系细胞群（中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞）和T细胞亚群（CD4⁺辅助T细胞、CD8⁺细胞毒性T细胞、调节性T细胞）比例无显著差异。在C57BL/6J小鼠中，司美格鲁肽或替度鲁肽治疗同样未显著改变这些免疫细胞亚群的比例。

**讨论总结与研究结论**

讨论部分指出，肠道选择性Gcg缺失小鼠在正常条件下肠道生长和发育正常，且在代谢手术模型中未表现出代谢表型异常，但在T细胞诱导的肠道损伤中却表现出更广泛的损伤和延迟恢复，这揭示了肠道来源PGDPs在免疫介导黏膜损伤中的不可或缺作用。Glp1r^-/-小鼠表型部分类似于Gcg^Gut-/-小鼠，表现为组织细胞因子和趋化因子水平升高及免疫浸润增加，而Glp2r^-/-小鼠主要表现为绒毛长度缩短和潘氏细胞丢失，提示内源性GLP-2作用在促进肠道结构修复方面相对更为重要。研究人员还讨论了GLP-1和GLP-2在肠道中不同的细胞靶点和作用机制：GLP-2受体主要表达于肠上皮下肌成纤维细胞、肠神经元等，通过诱导胸腺基质淋巴细胞生成素和血管活性肠肽等介质发挥抗炎和抗凋亡作用；而GLP-1受体激动剂则通过抑制激活的肠上皮内淋巴细胞（intraepithelial lymphocytes，IELs）的细胞因子产生来减轻炎症。临床证据方面，替度鲁肽在克罗恩病患者的初步研究中显示出缓解趋势，GLP-1药物在真实世界分析中与溃疡性结肠炎和 pouchitis 患者治疗反应相关，一项包含16,242例IBD患者的Meta分析显示GLP-1药物治疗组手术和住院率较低。研究结论指出，内源性GLP-1R和GLP-2R信号在免疫介导胃肠道损伤的肠道反应中具有不可或缺的作用，GLP-1或GLP-2药物单独或联合应用在减轻炎症和恢复黏膜完整性方面具有治疗潜力。值得注意的是，单分子GLP-1-GLP-2联合药物如dapiglutide和PG-102已进入临床评估，GLP-1药物替泽帕肽（tirzepatide）在克罗恩病和溃疡性结肠炎患者中的3期临床试验正在进行中。