小檗碱通过调控M2巨噬细胞极化预防和逆转胃痉挛多肽表达化生（SPEM）的机制研究

《International Journal of Molecular Sciences》：Berberine Prevents and Reverses Gastric Spasmolytic Polypeptide-Expressing Metaplasia by Modulating M2 Macrophage Polarization

　　

痉挛多肽表达化生（SPEM）是一种关键的胃癌前病变，目前尚无获批的药理干预措施。小檗碱（BBR）是一种天然异喹啉生物碱，具有多效抗炎和抗肿瘤活性。本研究探讨了小檗碱是否能够预防和/或逆转他莫昔芬诱导的小鼠SPEM，并阐明其潜在机制。采用他莫昔芬诱导的SPEM小鼠模型，通过口服灌胃在预防方案和治疗方案中给予小檗碱。通过H&E染色、免疫组织化学和免疫荧光评估胃黏膜病理学。进行转录组学分析、生物信息学分析和单细胞RNA测序数据整合以识别关键分子靶点。小檗碱显著减轻了他莫昔芬诱导的胃腺体萎缩，加速腺体恢复，并减少TFF2⁺和AQP5⁺ SPEM细胞的数量。转录组学分析显示，小檗碱逆转了他莫昔芬诱导的JAK-STAT和NF-κB信号通路上调。一致地，小檗碱以时间依赖性方式抑制CD163⁺ M2巨噬细胞浸润至胃黏膜。整合单细胞分析鉴定出S100A6表达随恶性进展逐渐增加。S100A6在SPEM中也升高，并在小檗碱治疗后下调，这可能与M2巨噬细胞浸润相关。小檗碱至少部分通过抑制M2巨噬细胞极化和浸润来预防和逆转胃SPEM，可能通过调节JAK-STAT/NF-κB通路和S100A6表达实现。这些发现为支持小檗碱作为SPEM候选治疗药物提供了临床前证据。

胃癌（gastric cancer, GC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，多数患者确诊时已处于晚期。超过80%的GC为肠型GC，其发展遵循经典的Correa级联：慢性浅表性胃炎→慢性萎缩性胃炎→肠化生→异型增生→癌变。近年来，痉挛多肽表达化生（spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia, SPEM）被认为是第二条且可能更早的化生途径，其标志是胃主细胞发生谱系重编程，表达TFF2和AQP5等分子标记。急性损伤时SPEM参与黏膜修复，但在持续炎症刺激下可能启动癌前病变进展。机制上，M2巨噬细胞极化与浸润由IL-33-ST2-IL-13信号轴驱动，巨噬细胞耗竭可取消SPEM，凸显其在SPEM发病中的核心作用。临床上SPEM在早期胃癌邻近黏膜及内镜切除后残胃中检出率高，且不同于肠化生，SPEM具有可逆性，但目前尚无药物获批用于预防或逆转SPEM。小檗碱（berberine, BBR）是一种天然异喹啉生物碱，可通过抗炎、调节细胞周期、自噬与凋亡等多效作用干预Correa级联的多个步骤，但其对SPEM的作用尚不清楚。因此，研究人员提出假设：BBR能够预防和/或逆转他莫昔芬诱导的小鼠SPEM，并阐明其潜在机制。

研究人员采用他莫昔芬（250 mg/kg，腹腔注射，3天）诱导SPEM小鼠模型。预防方案为BBR 100 mg/kg口服灌胃10天（诱导前7天至诱导结束），治疗方案为SPEM诱导后给予BBR连续3、7、10或14天。通过组织病理学、转录组学及整合单细胞分析，研究人员证明BBR能减轻SPEM，机制涉及抑制JAK-STAT/NF-κB通路及S100A6依赖的M2巨噬细胞极化和浸润。该研究首次证实BBR对SPEM具有预防和治疗作用，为临床逆转SPEM及综合预防GC提供了潜在策略。

主要技术方法包括：使用SPF级雄性C57BL/6小鼠（来源：空军军医大学实验动物中心，许可号SYXK[陕西]2024-003，伦理批准号20250206）；通过他莫昔芬诱导SPEM，BBR口服干预；采用H&E染色、免疫组织化学和免疫荧光检测胃黏膜病理及TFF2、ATP4α、AQP5、CD163和S100A6表达；利用RNA-seq结合Gene Ontology（GO）、KEGG和Gene Set Enrichment Analysis（GSEA）分析差异表达基因（DEGs）及通路；整合公共scRNA-seq数据（来自GEO，登录号GSM3954949和GSM4546323，含慢性萎缩性胃炎[CAG]、肠化生[IM]和GC样本）以筛选进展相关基因。测序数据已存入SRA数据库（PRJNA1530028）。

研究结果如下：

2.1 高剂量他莫昔芬成功诱导SPEM。通过H&E染色发现，模型组胃腺体结构紊乱、正常直管状结构丧失、腺体迂曲扩张并形成囊肿，腺体高度显著降低，中腺区嗜酸性壁细胞明显减少。免疫组化和免疫荧光显示ATP4α⁺壁细胞显著减少，而TFF2⁺和AQP5⁺细胞在腺基部显著增加，证实SPEM模型建立成功。

2.2 预防性小檗碱减轻SPEM。H&E显示预防性BBR未完全恢复正常的腺体结构，但显著增加腺体高度并保留中腺区壁细胞数量；免疫组化与免疫荧光进一步证实ATP4α⁺壁细胞显著增加，AQP5⁺细胞显著减少，TFF2⁺细胞呈下降趋势但未达统计学意义。这表明BBR通过减轻壁细胞丢失部分预防了SPEM。

2.3 治疗性小檗碱加速SPEM消退。在SPEM诱导后给予BBR，第3、7、10天时腺体高度显著高于时间匹配的对照组；BBR组第10天的腺体高度已相当于对照组第14天的水平，且ATP4α⁺

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