Omega-3多不饱和脂肪酸通过线粒体代谢重编程与细胞互作网络重塑预防放射性食管炎:DHA、EPA与鱼油的多组学及临床证据

《Phytomedicine》:Omega-3 PUFAs in the Prevention of Radiation-induced Esophagitis

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月27日 来源:Phytomedicine 11.3

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  : 研究人员假设鱼油(FO)补充可通过调控线粒体代谢与细胞通讯网络降低急性放射性食管炎(ARE)发生风险。该研究构建BALB/c小鼠ARE模型,整合蛋白质组学、代谢组学与单细胞转录组学,并结合人食管上皮细胞(HEECs)体外辐射模型,以及针对食管癌放疗患者的回

  
: 研究人员假设鱼油(FO)补充可通过调控线粒体代谢与细胞通讯网络降低急性放射性食管炎(ARE)发生风险。该研究构建BALB/c小鼠ARE模型,整合蛋白质组学、代谢组学与单细胞转录组学,并结合人食管上皮细胞(HEECs)体外辐射模型,以及针对食管癌放疗患者的回顾性临床分析。结果表明,DHA与EPA在照射前下调线粒体复合体Ⅱ(CII),减少活性氧(ROS)生成;DHA稳定成纤维细胞与内皮细胞命运轨迹,重塑组织微环境。鱼油补充在小鼠中减轻食管壁水肿、炎症浸润与黏膜损伤;在患者中降低ARE严重程度、缩短症状持续时间并降低吞咽疼痛评分(NRS)。机制上,Omega-3多不饱和脂肪酸(PUFAs)通过抑制氧化磷酸化过度激活、维持线粒体膜电位与减少脂质过氧化,发挥正常组织选择性保护作用,且不增强肿瘤细胞辐射抵抗。
论文解读
研究背景与立项依据
急性放射性食管炎(ARE)是胸部放疗期间最常见且具剂量限制毒性的并发症,其病理核心为黏膜屏障破坏、炎症细胞浸润、组织水肿与异常修复。当前临床处理以营养支持、黏膜保护、镇痛和抑酸为主,缺乏被广泛接受的高效预防策略。Omega-3多不饱和脂肪酸(PUFAs,含DHA与EPA)是膜磷脂关键组分,具有抗炎、抗氧化和代谢调控潜力,但其能否在分子层面预防ARE仍不清楚。鉴于放疗相关正常组织损伤直接影响患者耐受性与生活质量,研究人员开展该项跨层次研究,旨在揭示Omega-3 PUFAs的保护机制并评估其临床转化价值。论文发表于《Phytomedicine》。
主要技术方法
研究采用BALB/c小鼠辐射食管损伤模型,结合DHA、EPA及鱼油(FO)干预;运用蛋白质组学(DIA质谱)、非靶向代谢组学、单细胞RNA测序(scRNA-seq)与CellChat细胞互作推断、RNA速率与轨迹分析;体外以人正常食管上皮细胞(HEECs)及食管癌细(TE-1、EC-109)验证线粒体功能、ROS、凋亡与呼吸链活性;临床端纳入成都医学院第一附属医院2022年5月至2025年8月78例食管鳞癌放疗患者,按是否补充NYO3鱼油分为两组,依据RTOG标准评估ARE分级与NRS疼痛评分。
研究结果
Omega-3 PUFAs alleviated ARE in the mouse model
通过小鼠模型与组织学评价,研究人员发现DHA与EPA可减缓放疗导致的体重下降,降低食管壁厚度,改善黏膜变性、坏死与炎症浸润。蛋白质组与代谢组提示差异蛋白富集于线粒体呼吸链与氧化磷酸化(OXPHOS),代谢网络向抗氧化与膜稳态偏移。
Omega-3 PUFAs maintained cellular homeostasis in HEECs treated with IR via mitochondrial metabolic reprogramming and ROS reduction
在HEECs中,DHA与EPA恢复细胞活力、抑制凋亡,下调CII表达并维持复合体Ⅳ(CIV)水平;JC-1与ROS检测显示线粒体膜电位得以保持,活性氧与脂质过氧化(LPO)显著下降,证实保护依赖于线粒体代谢重编程与氧化应激抑制。
DHA reshaped intercellular communication networks and modulated inflammatory signaling
单细胞分析显示DHA降低应激与损伤相关配体-受体通讯强度,抑制TNF-α/IL-6轴,而不显著改变COX-2;免疫荧光验证PPIA-BSG、LGALS9-CD44共定位减少,说明DHA选择性压制过度炎症并保留修复性信号。
DHA regulated fibroblast and endothelial cell fate trajectories
轨迹与PAGA分析表明,辐射促使成纤维细胞向炎症/肌成纤维表型转变,内皮细胞向炎症表型偏离;DHA稳定Gpx3?、Apod?稳态成纤维群体与血管稳态内皮亚群,抑制成纤维细胞活化蛋白(FAP)与α-SMA异常上调,减缓纤维化倾向与血管渗漏。
FO reduced ARE in vivo and in vitro
鱼油在小鼠与HEECs中重现DHA/EPA效益:减轻水肿、炎症与线粒体损伤;但在TE-1与EC-109食管癌细胞中未显示保护,反而促进TE-1凋亡,提示正常组织选择性。
FO addition decreased ARE in esophageal cancer patients during the course of radiotherapy
回顾性临床队列中,鱼油组≥2级ARE比例更低(OR=0.36,P=0.006),症状中位持续时间由18天降至10天,疼痛评分更低(OR=0.37,P=0.008),CT与内镜显示食管壁水肿与黏膜损伤减轻。
讨论与结论翻译
讨论指出,Omega-3 PUFAs的保护核心在于以线粒体为枢纽:预先下调CII降低电子泄漏与ROS源头,维持膜电位与OXPHOS平衡;同时通过单细胞层面重构成纤维-内皮通讯,阻断应激放大环。DHA优先稳定基质稳态、抑制肌成纤维化转变,鱼油则在临床尺度压缩ARE严重度与病程。
研究结论:Omega-3 PUFAs,尤其DHA与EPA,经线粒体代谢重编程、ROS削减及细胞命运稳态重塑,预防急性放射性食管炎;鱼油补充在食管癌放疗中可降低ARE严重程度、症状时长与疼痛,且选择性保护正常食管组织,具备作为放疗支持治疗的转化潜力。
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