BAMBI：一种调控肠上皮完整性以控制结肠炎及结肠癌进展的新型调节因子

《Mucosal Immunology》：BAMBI: A novel regulator of intestinal epithelial integrity in the control of colitis and colon cancer progression

　　

炎症性肠病（Inflammatory bowel disease，IBD）包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）和克罗恩病（Crohn's disease），在全球约影响700万人。其发病机制涉及遗传易感性、肠道微生物群改变以及免疫系统失衡，其中先天性与适应性免疫成分均可通过异常细胞因子信号传导参与致病。转化生长因子-β（Transforming Growth Factor-β，TGFβ）通路在这一背景中发挥核心作用，控制肠黏膜内调节性T细胞（regulatory T-cells，Tregs）和Th17淋巴细胞的分化。鉴于这些细胞群体在维持肠道稳态中的重要性，研究人员考察了TGFβ抑制因子BAMBI（BMP and Activin Membrane-Bound Inhibitor）在UC进展中的作用。此外，由于慢性肠道炎症与结直肠癌风险升高相关，研究人员还评估了Bambi基因遗传性缺失（BAMBI-KO）对慢性炎症相关性结肠癌进展的影响。

BAMBI的表达主要定位于结肠上皮，其缺失或药理学抑制均可对葡聚糖硫酸钠（Dextran Sodium Sulfate，DSS）诱导的结肠炎产生保护作用。从机制上看，这一效应依赖于TGFβ，独立于免疫抑制，并与上皮细胞更新增强及屏障功能改善相关。此外，在BAMBI-KO小鼠中诱导慢性UC可导致结直肠肿瘤的数量、体积及严重程度下降。总体而言，这些发现确定了BAMBI是肠道稳态的关键调节因子，并提示其可能成为结直肠疾病的潜在治疗靶点。

该文发表于《Mucosal Immunology》，围绕BAMBI在肠道稳态、结肠炎及炎症相关性结肠癌中的作用展开系统研究。研究背景在于，炎症性肠病（IBD）尤其是溃疡性结肠炎（UC）是一类与遗传易感、肠道菌群失衡和免疫异常密切相关的慢性肠道炎症性疾病，长期反复炎症还会显著增加结直肠癌发生风险。既往研究已经明确，转化生长因子-β（TGFβ）信号在肠黏膜免疫稳态和上皮屏障维持中具有核心地位，它不仅调控调节性T细胞（Tregs）与Th17细胞分化平衡，也参与上皮黏附与屏障功能维持。然而，作为TGFβ超家族膜结合假受体抑制分子，BAMBI在肠道中的具体功能，尤其是在结肠上皮中的生理意义和其对结肠炎、结肠癌进展的影响，仍不清楚。基于研究团队此前关于BAMBI可调控CD4⁺ T细胞分化、促进TGFβ信号并在多种自身免疫病模型中发挥保护效应的发现，本研究进一步聚焦于肠道环境，旨在明确BAMBI是否是控制UC和炎症相关性结肠癌的重要分子节点。

研究人员采用遗传缺失与抗体阻断两种策略，系统评估了BAMBI在DSS诱导性结肠炎及AOM/DSS诱导性炎症相关性结肠癌模型中的作用，并进一步解析其作用机制。研究得出的核心结论是：BAMBI主要表达于结肠上皮，BAMBI缺失或药理学抑制均可显著减轻DSS结肠炎；这一保护作用依赖TGFβ信号，而并非主要依赖Treg介导的免疫抑制；其关键基础在于增强结肠上皮更新、降低DSS损伤后的屏障通透性并维持上皮完整性。此外，BAMBI缺失还能抑制慢性炎症相关性结肠癌的发展，表现为肿瘤数量减少、体积缩小、病理恶性程度下降。上述结果提示，BAMBI是连接TGFβ信号、肠上皮稳态与炎症相关肿瘤发生的重要调节因子，具有潜在转化应用价值。

在技术方法方面，研究人员主要使用以下策略开展工作：其一，采用野生型（WT）与BAMBI基因敲除（BAMBI-KO）C57BL/6小鼠，建立3% DSS急性结肠炎模型及AOM/DSS炎症相关性结肠癌模型；其二，通过流式细胞术分析派尔集合淋巴结（PP）、肠系膜淋巴结（MLN）及结肠固有层（LP）免疫细胞组成；其三，利用骨髓嵌合、小鼠体内Treg去除、抗TGFβ与抗IL-10阻断实验解析作用来源与信号依赖性；其四，结合RT-qPCR、western blot、TUNEL、EdU掺入、FITC-dextran通透性实验及组织学评估分析上皮损伤、增殖、凋亡和屏障功能；其五，整合Tabula Muris及The Gut Cell Atlas单细胞转录组数据验证小鼠和人肠上皮中BAMBI表达分布。

研究结果部分可概括如下。

一、BAMBI deficiency influences the distribution of immune cells in the GALT
研究人员首先分析了未处理状态下WT与BAMBI-KO小鼠肠相关淋巴组织（GALT）的免疫细胞组成。结果显示，两组在PP、MLN和LP中CD45⁺细胞绝对数无显著差异，但细胞比例构成存在改变。BAMBI缺失不影响NK细胞、巨噬细胞和树突状细胞分布，却使PP和MLN中CD3⁺ T细胞比例下降，并伴随CD8⁺/CD4⁺比值改变。进一步分析表明，BAMBI-KO小鼠在PP、MLN及结肠LP中Th17细胞减少，而PP中FOXP3⁺ Tregs增加；同时PP和MLN中的总B220⁺ B细胞及生发中心（GC）B细胞增多。该结果说明，BAMBI缺失可在稳态条件下重塑GALT适应性免疫细胞组成，但并未造成明显的局部炎症因子基线异常。

二、BAMBI deficiency protects against the development of DSS-colitis
在DSS诱导急性结肠炎模型中，WT小鼠出现明显体重下降、腹泻、便血和结肠缩短，组织学上可见上皮糜烂、隐窝丢失、黏膜层破坏及炎细胞浸润。相比之下，BAMBI-KO小鼠仅表现为轻度体重下降和较轻病理损伤，结肠病变更局限。分子水平上，DSS处理后BAMBI-KO结肠组织中Il-1β、Tnfα、Ifnγ、Il-17和Il-22等促炎细胞因子表达显著低于WT，并接近稳态水平。该部分结果直接证明，BAMBI缺失可显著抵抗DSS结肠炎发生。

三、Colitis protection in BAMBI-KO mice is independent of immune-suppression but dependent on TGFβ signaling
鉴于既往研究提示BAMBI缺失可通过调节Treg/Th17平衡抑制自身免疫炎症，研究人员进一步验证本模型中的保护是否依赖免疫抑制。DSS诱导后，WT小鼠Treg比例上升，但BAMBI-KO小鼠的保护效应并不伴随Treg或Th17比例进一步改变。随后，通过抗CD25抗体去除CD4⁺CD25⁺ Tregs，或使用抗IL-10抗体抑制IL-10，均不能逆转BAMBI-KO小鼠对结肠炎的抵抗。相反，抗TGFβ抗体处理可消除BAMBI-KO小鼠的保护表型，而对WT疾病严重度影响不明显。说明该保护作用依赖TGFβ，而非依赖Treg或IL-10介导的经典免疫抑制机制。

四、Immune-mediated-independent protection against DSS-colitis in BAMBI-KO mice
为区分保护作用来自造血系统还是非造血系统，研究人员构建了WT与BAMBI-KO之间的骨髓嵌合体。结果显示，WT→WT嵌合体发生严重结肠炎，BAMBI-KO→BAMBI-KO嵌合体则维持轻症表型；WT→BAMBI-KO嵌合体同样未出现严重结肠炎，而BAMBI-KO→WT嵌合体的疾病严重度与WT→WT相近。该结果提示，决定性保护因素主要位于非造血来源细胞，而非免疫细胞本身。结合Treg去除和IL-10阻断实验，可进一步支持BAMBI对结肠炎的关键调控位点在非免疫组织，尤其可能是肠上皮。

五、The lack of BAMBI strengthens gut epithelial integrity
研究人员进一步聚焦肠上皮。RT-qPCR表明，Bambi在小鼠肠道上皮中的表达具有明显解剖部位限制性，主要高表达于结肠上皮细胞（IEC），在十二指肠、空肠和回肠中表达很低。单细胞数据分析进一步支持BAMBI在小鼠远端结肠杯状细胞以及人结肠上皮中的区域偏倚表达。功能上，TUNEL和cleaved Caspase-3检测显示，BAMBI-KO小鼠在基础状态下结肠上皮凋亡水平高于WT；DSS处理后，WT凋亡明显升高，而BAMBI-KO不再进一步增加。与此同时，BAMBI-KO结肠中Smad2/3磷酸化持续增强，提示TGFβ经典通路活化。增殖方面，BAMBI-KO小鼠Cyclin D1表达增加，EdU掺入阳性细胞比例升高，即便DSS处理后增殖略有下降，整体仍高于WT。屏障功能方面，FITC-dextran实验显示基础通透性两组相近，但DSS后WT血中FITC水平显著上升，而BAMBI-KO更低，提示屏障破坏较轻。综合而言，BAMBI缺失与更强的上皮自我更新、更稳定的屏障功能及更低的损伤后通透性相关，是其抵抗结肠炎的关键基础。

六、Pharmacological inhibition of BAMBI with B101.37 mAb prevents DSS-colitis
除遗传缺失外，研究人员还应用实验室开发的抗BAMBI单克隆抗体B101.37进行药理学干预。单次给药后，WT小鼠在DSS模型中的体重下降、疾病活动指数（DAI）及结肠缩短均显著减轻，组织学上黏膜结构也较完整。同时，B101.37处理可增强Smad2/3磷酸化，说明其可模拟BAMBI缺失所导致的TGFβ信号增强。该结果表明，BAMBI不仅是机制性分子，也具有现实可干预性，是潜在治疗靶点。

七、BAMBI deficiency inhibits inflammation-associated colon cancer progression
在AOM/DSS慢性炎症相关性结肠癌模型中，WT小鼠于远端结肠形成多个腺瘤性肿瘤，且病理分级多为原位腺癌或浸润性腺癌。相比之下，BAMBI-KO小鼠肿瘤数目更少、面积更小，且多数病变为良性腺瘤，仅少数进展为原位或浸润性腺癌。这说明BAMBI缺失不仅可抑制炎症，还能减缓炎症驱动的肿瘤发生与恶性进展。

讨论部分指出，BAMBI作为TGFβ超家族假受体，在肠道中的主要生理作用很可能是限制TGFβ信号强度。该研究证明，BAMBI在结肠上皮中特异性表达，并通过抑制TGFβ/Smad2/3信号参与调控上皮稳态。BAMBI缺失后，上皮在基础状态下呈现更高的凋亡与增殖并存状态，提示其可能通过加快上皮更新和细胞周转，使组织在遭遇DSS损伤时具有更强适应性和修复能力，从而减少屏障破坏、炎症放大和后续肿瘤促进效应。研究同时强调，该效应与经典免疫抑制机制不同，更多体现为上皮内在的抗损伤能力增强。药理学阻断实验则进一步支持BAMBI作为治疗靶点的可行性。

研究结论部分可译为：这些发现提示，BAMBI参与肠道稳态调控，并在包括结肠炎和炎症相关性结肠癌在内的结直肠病理过程中发挥重要作用。尽管仍需进一步研究以全面阐明其作用机制及治疗潜力，但现有数据表明，BAMBI可能成为未来改善肠道健康并限制疾病进展的有前景靶点。