肠嗜铬细胞分泌的5-羟色胺（5-HT）有助于缓解地塞米松对顺铂所致恶心相关反应的防护作用

《Cellular Signalling》：Enterochromaffin cell-derived 5-HT contributes to dexamethasone protection against cisplatin-induced nausea-related responses

　　

摘要

肠嗜铬（EC）细胞分泌的5-羟色胺（5-HT）是顺铂诱导的恶心和呕吐的主要外周介质。地塞米松是抗恶心预防的基石，但地塞米松是否在顺铂刺激期间调节小肠肠嗜铬细胞的5-HT分泌，从而影响下游的肠道-大脑反应，目前尚不清楚。我们研究了地塞米松是否抑制EC来源的5-HT，以及这种上皮机制是否有助于保护小鼠免受顺铂引起的恶心反应。我们采用了三种互补的方法：（i）使用人类胃肠道单细胞数据和活检样本来评估糖皮质激素受体的表达；（ii）使用原代小鼠小肠类器官来检测基础状态、顺铂诱导和白细胞介素-33诱导的5-HT反应；（iii）使用顺铂处理的小鼠来评估条件性味觉厌恶、进食异常、食物和水摄入量、体重变化以及孤束核中的c-Fos激活情况。为了功能验证，我们使用了肠道上皮Tph1缺乏的小鼠和5-羟色胺前体5-羟色氨酸。糖皮质激素受体在胃肠道EC细胞中广泛表达。在类器官中，地塞米松降低了Tph1的表达、Tph1蛋白的丰度及细胞外的5-HT水平，而不减少EC细胞的数量，并抑制了顺铂和白细胞介素-33诱导的5-HT反应。RU486能够拮抗地塞米松在顺铂刺激期间引起的Tph1表达和细胞外5-HT水平的降低。在体内实验中，地塞米松减轻了顺铂引起的肠道Tph1表达、组织5-HT水平、与恶心相关的行为反应以及脑干中的c-Fos激活，而RU486则减弱了这些效应。地塞米松并未显著改善肠道上皮Tph1缺乏小鼠的实验结果，而5-羟色氨酸则抵消了其在野生型小鼠中的行为和脑干效应。综上所述，这些发现支持了肠道EC来源的5-HT在地塞米松预防小鼠顺铂引起的恶心反应中的作用。

引言

化疗引起的恶心和呕吐（CINV）仍然是基于顺铂（CDDP）的化疗的重要不良反应。地塞米松（Dex）长期以来一直是高度催吐性化疗联合抗恶心预防方案的组成部分[1]。随机临床试验表明，将Dex与昂丹司琼联用可以更好地控制CDDP引起的呕吐和恶心[2][3]。然而，Dex的抗恶心机制尚未完全阐明。实验研究表明，Dex可能作用于中枢催吐回路，并直接调节5-羟色胺3型（5-HT?）受体的功能[4][5]，但其是否也通过调节外周催吐介质的产生来发挥抗恶心作用尚不清楚。

肠嗜铬（EC）细胞是特化的5-羟色胺能上皮细胞，能够检测局部刺激并与附近的感觉传入神经元通信[6][7]。CDDP可促进小肠释放5-羟色胺（5-HT），临床观察发现5-HT的释放与CDDP引起的呕吐有关[8][9]。经典药理学研究进一步表明，外周5-HT?受体和迷走神经传入神经元介导CDDP引起的呕吐[10]。最近的研究发现，在毒素和化疗相关的防御反应中，EC来源的5-HT可信号传导至表达Htr3a的迷走神经感觉神经元[11]。目前的5-HT?受体拮抗剂可以在5-HT释放后阻断其作用。相比之下，关于5-HT在其上皮来源处的合成和释放的药理学调控知之甚少。EC细胞的5-HT分泌也可能受到组织损伤相关信号（如白细胞介素-33 [IL-33]）的激活[12]。这些观察结果提示，调节EC细胞的5-HT分泌可能提供额外的抗恶心控制机制。

我们之前的研究表明，糖皮质激素受体（GR）信号通路可调节结肠EC细胞在结肠炎相关内脏高敏感期中的色氨酸羟化酶1（TPH1）表达和5-HT分泌[13]。这些发现表明EC细胞可能是糖皮质激素的作用部位。小肠是CDDP诱导的5-HT释放的主要场所，因此小肠EC细胞可能是Dex在催吐挑战中的关键作用目标[8][9]。目前尚不清楚这种对糖皮质激素敏感的EC细胞机制是否在小肠中保守存在，并在催吐挑战中发挥作用。

在这项研究中，我们结合了人类胃肠道GR表达分析、原代小鼠小肠类器官、肠道上皮Tph1缺乏小鼠以及5-羟色胺前体补充实验，以测试GR依赖性的上皮5-HT调节是否有助于Dex预防小鼠CDDP引起的恶心反应。通过研究5-HT在其上皮来源处的调控情况，本研究探讨了Dex可能的作用靶点，这可能补充传统的受体导向抗恶心疗法。

节选内容

伦理批准和人类样本

所有人类和动物研究均获得了山东大学齐鲁医院伦理委员会的批准（动物研究许可编号DWLL-2024-268；人类研究许可编号KYLL-202111-1、2022-1和2022-026）。在收集组织样本前，所有参与者均已签署书面知情同意书。2022年3月至2024年6月期间，我们从三名捐赠者处收集了人类胃活检样本，以及三名不同捐赠者的小肠活检样本，这些样本来自肉眼观察正常的黏膜。

糖皮质激素受体（GR）在胃肠道EC细胞中广泛表达

基于我们之前在人类和小鼠结肠EC细胞中检测到GR表达的结果，我们进一步研究了该受体在这一区域的其他胃肠道组织中的表达情况。在Pan-GI细胞图谱[14]中，NR3C1在胃、小肠和结肠的肠内分泌细胞（EECs）中的表达相对较高（图1A）。在EECs中，NR3C1和TPH1的表达具有显著的重叠。

讨论

地塞米松长期以来一直被用于抗恶心预防，但其作用机制仍不完全清楚。本研究发现，地塞米松降低了类器官中Tph1的表达和细胞外的5-HT水平，同时减轻了CDDP引起的肠道组织5-HT升高。药理学、遗传学和5-HTP实验将这一途径与行为和脑干反应联系起来。这些发现支持肠道EC相关的5-HT信号传导是地塞米松抗恶心作用的外周机制。

作者贡献声明

Dongping Lyu：撰写初稿、数据可视化、结果验证、软件使用、方法设计、概念构思。Shichen Fu：方法设计、数据管理、概念构思、资金申请。Junyan Qu：方法设计、数据管理、概念构思、资金申请。Jinghui Zhang：数据可视化、方法设计。Wenxin Zhang：方法设计。Xia Wang：撰写、审稿与编辑、数据可视化、方法设计。Lixiang Li：研究监督、方法设计、概念构思。Yanqing Li：

伦理声明

所有参与者或他们的法定代表均已书面同意参与本研究并发表文章。参与者的隐私权得到了尊重。

本研究使用了器官或组织捐献者的样本。这些样本的使用已获得捐献者或其亲属或法定代表的同意，用于本研究及文章的发表。

资金支持

本研究得到了国家自然科学基金（授权号82270570和82400654）和山东省自然科学基金（授权号ZR2024QH597、ZR2024QH581和ZR2025MS1419）的支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的能够影响本文研究结果的财务利益或个人关系。

致谢

我们感谢山东大学齐鲁医院实验动物中心的支持。

Dongping Lyu|Shichen Fu|Junyan Qu|Jinghui Zhang|Wenxin Zhang|Xia Wang|Lixiang Li|Yanqing Li|Xiuli Zuo山东大学齐鲁医院消化内科，中国济南250012