克罗恩病(Crohn's disease, CD)是一种影响胃肠道的慢性炎症性疾病,全球发病率逐渐增加。虽然皮质类固醇和免疫抑制剂被广泛用于治疗克罗恩病,但许多患者对现有疗法的反应不理想,且常伴随副作用。因此,研究如何保护肠道屏障并减轻炎症反应成为克罗恩病治疗的一个重要方向。
肠道上皮屏障是维持胃肠道健康的重要屏障,它通过紧密连接蛋白(tight junction proteins, TJ proteins)如ZO-1和Claudin-1来调节离子和分子通过细胞间隙的流动,从而在减少炎症和防止并发症中发挥关键作用。然而,在克罗恩病患者中,肠道屏障的完整性通常受到破坏,导致炎症反应加剧。研究发现,Testin蛋白能够在保护紧密连接蛋白和维持肠道屏障功能中发挥重要作用,因此,Testin成为研究克罗恩病防治的新目标。
近日,安徽省炎症相关疾病基础与转化重点实验室胡建国团队在Chemico-Biological Interactions杂志发表了题为The JNK/P38 signalling pathway activated by testin protects the intestinal epithelial barrier against Crohn's disease-like colitis的研究论文。在本研究中,作者探讨了Testin在克罗恩病样结肠炎中的作用机制,特别是Testin对JNK/P38信号通路的调控作用。研究结果表明,Testin表达下调与克罗恩病的发病相关,而通过提高Testin表达,可以减轻结肠炎症状并增强肠道屏障功能。这些发现为克罗恩病的治疗提供了新的思路。

参考文献
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参考文献

图示描述:
1)Testin 在克罗恩病患者肠道中的表达水平:
首先,作者使用免疫组化(IHC)技术分析了克罗恩病患者和对照组患者肠道中Testin蛋白的表达。结果显示,克罗恩病患者肠道中Testin表达显著低于对照组,表明Testin表达的减少与克罗恩病的发病密切相关。为了进一步验证,作者通过Western blot分析了人和小鼠的结肠组织,结果显示克罗恩病患者和TNBS诱导的结肠炎小鼠中,Testin水平显著下降。这些数据表明,Testin的异常表达可能与克罗恩病的发生和发展有关。

图1 Testin 在克罗恩病患者肠道表达降低
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图1 Testin 在克罗恩病患者肠道表达降低

2)提高Testin表达缓解了TNBS诱导的克罗恩病样结肠炎:为了验证Testin对克罗恩病的影响,作者在小鼠体内过表达Testin并建立了TNBS诱导的结肠炎模型。研究结果表明,Testin过表达显著减少了TNBS小鼠的体重下降、疾病活动指数(DAI)和结肠缩短情况。HE染色显示炎症评分降低,提示Testin过表达能改善肠道的炎症反应。此外,qRT-PCR和ELISA检测显示,TNBS小鼠的肠道组织中促炎细胞因子如IL-1β、IL-6和TNF-α水平显著降低,进一步证明了Testin对TNBS诱导的急性结肠炎具有保护作用。

图2 试验治疗减轻小鼠TNBS诱导的结肠炎
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图2 试验治疗减轻小鼠TNBS诱导的结肠炎

3)Testin上调增加了TNBS诱导小鼠的肠道屏障完整性:为了进一步探讨Testin对肠道屏障的保护作用,作者检测了肠道屏障的通透性和紧密连接蛋白的表达。结果表明,Testin过表达显著降低了TNBS小鼠血清中的FITC-地塞米松水平,表明肠道屏障通透性减少。此外,免疫荧光染色结果显示,Testin过表达成功逆转了TNBS小鼠肠道中ZO-1和Claudin-1的减少情况,Western blot进一步确认了这一结果,说明Testin通过上调紧密连接蛋白的表达增强了肠道屏障功能。

图3 Testin治疗可改善TNBS诱导小鼠的肠屏障功能障碍
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图3 Testin治疗可改善TNBS诱导小鼠的肠屏障功能障碍

4)Testin在LPS诱导的结肠类器官中的保护作用:作者进一步利用LPS诱导的结肠类器官模型来验证Testin对肠道屏障的保护作用。研究发现,Testin过表达显著改善了LPS处理类器官的生长和结构,免疫荧光染色结果显示,Testin逆转了LPS诱导的ZO-1和Claudin-1的表达减少。Western blot结果也显示,Testin过表达提高了类器官中的紧密连接蛋白水平,进一步证明了Testin对LPS诱导的肠道屏障损伤具有保护作用。

图4 Testin在LPS诱导的结肠类器官中的保护作用
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图4 Testin在LPS诱导的结肠类器官中的保护作用

5)Testin抑制了JNK/P38信号通路的激活:为了探讨Testin对JNK/P38信号通路的调控作用,作者通过Western blot分析了TNBS小鼠和LPS处理类器官中JNK和P38的磷酸化水平。结果显示,Testin过表达显著抑制了TNBS小鼠和LPS类器官中p-JNK和p-P38的表达,表明Testin通过抑制JNK/P38信号通路发挥对肠道屏障的保护作用。

图5 Testin处理抑制JNK/P38通路的激活
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图5 Testin处理抑制JNK/P38通路的激活

6)JNK信号通路的激活削弱了Testin的保护作用:作者通过使用JNK激动剂(anisomycin)进一步验证了JNK/P38信号通路在Testin保护肠道屏障中的作用。结果显示,anisomycin处理TNBS小鼠后,Testin过表达的保护作用被显著削弱,肠道炎症加重,促炎细胞因子水平上升,进一步证实了JNK/P38信号通路在Testin介导的肠道屏障保护作用中的关键作用。

图6 JNK信号通路的激活削弱了Testin的保护作用
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图6 JNK信号通路的激活削弱了Testin的保护作用

7)JNK信号通路激活削弱了LPS类器官中的Testin保护作用:类似地,作者在LPS类器官模型中使用anisomycin激活JNK信号通路,结果显示,激活JNK信号通路显著削弱了Testin对类器官的保护作用,类器官通透性增加,ZO-1和Claudin-1水平下降,进一步验证了JNK/P38信号通路对Testin保护肠道屏障功能的重要性。

图7 JNK信号通路激活削弱了LPS类器官中的Testin保护作用
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图7 JNK信号通路激活削弱了LPS类器官中的Testin保护作用

全文总结:
本研究评估了Testin在TNBS诱导的类似CD的结肠炎小鼠中保护肠道屏障的可能益处。这些发现表明,用Testin治疗可以通过恢复肠道屏障功能来改善结肠炎。此外,研究表明,通过失活JNK/P38信号通路,Testin可以部分缓解TJ蛋白表达失调。这些结果为考虑Testin作为CD治疗的潜在靶点提供了基础。
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参考文献:Song, Xue et al. “The JNK/P38 signalling pathway activated by testin protects the intestinal epithelial barrier against Crohn's disease-like colitis.” Chemico-biological interactions, vol. 403 111222. 4 Sep. 2024, doi:10.1016/j.cbi.2024.111222