颗粒酶 A 通过影响 PAR1/β-catenin/TBX3/IL24 通路参与 PFOA 诱导的肠道炎症

《Chemico-Biological Interactions》：Granzyme A participates in intestinal inflammation induced by PFOA through affecting PAR1/β-catenin/TBX3/IL24 pathway

　　**摘要**全氟辛酸（PFOA）已被证实会导致多个器官的损伤，其对胃肠道系统的影响日益受到关注。然而，PFOA诱导肠道毒性的机制尚不清楚。在本研究中，我们发现PFOA可破坏小鼠肠道屏障并诱导肠道炎症，同时伴随GzmA表达的增加。机制上，GzmA上调通过GzmA-PAR1信号轴促进肠道炎症，该信号轴增强了caveolin-1与β-catenin之间的相互作用，并促进β-catenin的核积累。核内β-catenin随后上调TBX3，后者结合至IL24的上游调控区，促进PFOA暴露后IL24的表达。为验证GzmA的作用，我们在正常结肠上皮细胞（NCM460）中敲低了GzmA。结果证实，GzmA在PFOA暴露后通过PAR1/β-catenin/TBX3途径上调IL24的表达。这些发现为PFOA诱导的结肠炎症提供了机制性见解，并凸显了该毒物模型在研究肠道炎症疾病相关分子靶点方面的潜在应用价值。**引言**全氟辛酸（PFOA）是一种属于全氟和多氟烷基物质（PFAS）的持久性有机污染物，被广泛用作氟表面活性剂，在工业制造和消费品中大量使用[1],[2]。PFOA具有高度持久性、生物富集性，并在水生环境中普遍分布[3]。这种广泛分布对生态安全和人类健康构成了重大威胁[4]。多项流行病学和毒理学研究表明，PFOA暴露可导致血液毒性、高胆固醇血症、神经毒性、生殖毒性、溃疡性结肠炎和癌症[5],[6],[7],[8],[9],[10]。PFOA常于地下水中被检出，并可迁移至土壤和饮用水中[11]。PFOA对肠道健康的潜在影响已日益受到关注。流行病学研究报告了PFOA暴露与溃疡性结肠炎之间的关联，但其潜在机制及暴露水平的相关性仍不确定。实验研究进一步表明，在受控暴露条件下，PFOA可诱导小鼠出现类似炎症性肠病（IBD）的结肠损伤，表现为肠道屏障破坏和炎症反应。值得注意的是，抗TNF治疗已被证实可减轻PFOA诱导的结肠损伤。这些发现支持炎症过程参与了PFOA诱导的结肠毒性[12],[13],[14],[15]。然而，PFOA触发肠道炎症的分子机制仍知之甚少。颗粒酶（Gzms）是丝氨酸蛋白酶家族，在人类中有五种成员，在小鼠中有十种。现有证据表明，GzmA在炎症性疾病中发挥情境依赖性功能，在不同实验条件下既可作为促炎介质，也可发挥组织保护作用[16],[17],[18],[19],[20]。GzmA在多种细胞类型中表达，包括单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞、上皮细胞和成纤维细胞[21],[22]。值得注意的是，近期研究将GzmA与炎症性肠病的发病机制联系起来，提示其在肠道炎症中的潜在作用[23],[24]。然而，GzmA是否介导PFOA诱导的肠道炎症仍不清楚。因此，我们假设PFOA暴露会激活GzmA介导的信号通路，从而促进肠道炎症。为检验这一假设，我们利用体外和体内模型研究了PFOA对肠道炎症的影响。此外，我们还开展了蛋白质组学分析与功能验证相结合的研究，以阐明GzmA介导的肠道炎症的下游分子机制。本研究旨在为PFOA诱导的肠道毒性提供新的机制性见解，并探索GzmA作为该过程介导因子的潜在作用。**化学品和试剂**PFOA购自Sigma（美国）。白细胞介素6（IL-6）、白细胞介素-1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）检测试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司。细胞计数试剂盒-8（CCK-8）购自甘肃威尔伯生物科技有限公司。所有一抗和二抗均购自Abcam（英国）、Cell Signaling Technology（美国）、Proteintech（中国武汉）和Santa Cruz Biotechnology（美国）。**细胞培养与活力检测**NCM460细胞获取于……**PFOA诱导小鼠结肠损伤**在60天的暴露期间，通过监测体重作为动物健康的总体指标。暴露期间各组间未观察到体重显著差异（*P* > 0.05）（图S1A）。尽管体重无显著变化，组织病理学检查显示PFOA暴露后结肠出现明显的病理改变。H&E染色显示对照组有大量杯状细胞和结构良好的腺隐窝，形态规则……**讨论**PFOA是一种广泛存在的环境污染物，在人体内具有较长的生物半衰期，但其对肠道健康、尤其是结肠健康的影响仍不完全清楚[1],[4]。在本研究中，我们证明PFOA暴露通过此前未被认识的GzmA/PAR1/β-catenin/TBX3/IL24信号轴破坏肠道屏障完整性并促进结肠炎症。我们的发现进一步确定GzmA是该信号通路的重要上游调节因子……**CRediT作者贡献声明**张健强：验证。程雨瑶：形式分析。方鑫：数据整理。王凤红：写作——审阅与编辑，写作——初稿。赵星宇：验证。王雪梅：方法学。李艳安：写作——审阅与编辑，写作——初稿，可视化，验证，调查研究，资金获取，概念构思。王鹏鹏：软件，资源。张雷：验证，数据整理。**伦理声明**本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经内蒙古医科大学动物研究伦理委员会批准（批准号：YKD202501145）。**利益冲突声明**作者声明不存在已知的可能影响本论文研究报告工作的竞争性经济利益或个人关系。作者声明无利益冲突。**致谢**本研究受内蒙古医科大学人才引进研究启动基金（RZ2500000576，中国）和内蒙古自治区自然科学基金（RZ2500001307，中国）资助。李艳安|王雪梅|张雷|王鹏鹏|张健强|方鑫|程雨瑶|赵星宇|王凤红内蒙古医科大学公共卫生学院职业健康与环境健康系，呼和浩特，中国