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溃疡总反复?雌激素受体或成溃疡性结肠炎黏膜屏障愈合“加速器”!

作者:医学论坛网 来源:医学论坛网 日期:2025-04-13
导读

         溃疡性结肠炎(UC)是一种以结肠黏膜溃疡和慢性炎症为特征的疾病。结肠黏膜屏障由紧密排列的上皮细胞构成,是抵御肠道有害物质的最后一道防线。一旦黏膜受损,肠道抗原便会穿透黏膜下层,激活免疫细胞,从而引发肠道炎症。

溃疡性结肠炎(UC)是一种以结肠黏膜溃疡和慢性炎症为特征的疾病。结肠黏膜屏障由紧密排列的上皮细胞构成,是抵御肠道有害物质的最后一道防线。一旦黏膜受损,肠道抗原便会穿透黏膜下层,激活免疫细胞,从而引发肠道炎症

 

尽管免疫抑制和抗炎治疗一直是UC治疗的基石,但这些方法在部分患者中效果不佳,可能是因为它们未能直接促进黏膜愈合。

 

而黏膜愈合不仅是UC治疗的最终目标,还能显著降低并发症风险,改善患者的生活质量。

 

近两年研究显示,UC的发病率在男性中明显高于女性,这种性别差异可能与雌激素的保护作用有关。雌激素通过与雌激素受体(ER)结合来发挥其生物学效应,而在结肠组织中,雌激素受体β(ERβ)是主要的亚型。

 

近日,发表于Acta Pharmaceutica Sinica B的研究文章,首次揭示了ERβ激活与UC患者黏膜愈合之间的正相关性,并证实ERβ通过抑制支链氨基酸运输、激活自噬及促进黏着斑激酶(FAK)的激活,可以加速结肠上皮细胞的迁移和黏膜愈合。

 

 

研究者通过免疫荧光染色分析UC患者和健康对照组的结肠组织样本,发现UC患者结肠上皮细胞中ERβ的表达显著降低,尤其在病变区域(图1A-C)。

 

进一步分析表明,ERβ激活程度与黏膜愈合相关因子(如TFF3、EGF和occludin)的表达呈正相关(图1D-G)。

 

在DSS诱导的结肠炎小鼠模型中,Esr2(编码ERβ的基因)和其靶基因Cav1的表达在病变区域显著下调(图1H-K),且与黏膜愈合指标(如FITC-葡聚糖渗透性、溃疡评分和内镜下愈合百分比)呈正相关(图1L-N)。

 

注:(A-C)健康对照组和UC患者结肠组织切片中ERβ和上皮细胞标志物Ep-CAM的表达水平(n=6;与健康对照组相比,P<0.01);(D-G)分析健康对照组和UC患者结肠活检组织中黏膜愈合相关因子水平与ESR2表达的相关性;(H-J)正常小鼠和DSS诱导的结肠炎小鼠结肠组织切片中ERβ和上皮细胞标志物Ep-CAM的表达水平(n=12;与正常小鼠相比,P<0.01;图像比例尺:100 μm);(K)正常小鼠和DSS诱导的结肠炎小鼠原代结肠上皮细胞中Esr2的表达水平(n=12;与正常小鼠相比,P<0.01);(L-N)结肠炎小鼠和正常小鼠中FITC-葡聚糖血清水平、溃疡评分、内镜下伤口愈合百分比与Esr2表达的相关性;(O-Q)结肠炎小鼠和正常小鼠中黏膜愈合相关因子水平与Esr2表达的相关性。

图1 ERβ在结肠上皮细胞中的表达与UC患者及结肠炎小鼠黏膜愈合的相关性

 

为了验证ERβ激活对黏膜愈合的促进作用,研究者在DSS诱导的结肠炎小鼠模型中,于损伤修复阶段给予ERβ激动剂DPN(1、2.5、5 mg/kg)和LIQ(10、20、40 mg/kg)。

 

结果显示,DPN和LIQ显著降低了结肠缩短、DAI评分和病理评分(图2A-E),减少了黏膜损伤指标(如溃疡评分和FITC-葡聚糖肠道通透性,图2F-G),并加速了溃疡伤口的愈合(图2H)。组织学分析表明,DPN和LIQ不仅促进了上皮细胞的修复,还增强了腺体再生。

 

注:(A)小鼠首先饮用含有3.5% DSS的水5天,随后饮用正常水5天。从第6天至第10天,分别给予小鼠ERβ激动剂DPN(1、2.5、5 mg/kg,腹腔注射)和LIQ(10、20、40 mg/kg,口服灌胃),并评估疾病活动指数(DAI)评分;(B, C)结肠长度;(D-F)代表性苏木精-伊红(H&E)染色的结肠切片图像,以及病理评分和溃疡评分;(G)结肠黏膜屏障的通透性;(H)代表性结肠镜图像显示溃疡区域,并定量分析伤口愈合百分比;(I)结肠组织中髓过氧化物酶(MPO)的活性;(J)结肠组织中黏膜愈合相关因子和促炎因子的表达水平。

图2 ERβ激活促进DSS诱导的结肠炎小鼠的结肠黏膜愈合


研究者进一步探讨了ERβ激活对结肠上皮细胞迁移和伤口愈合的影响。体外实验显示,DPN和LIQ显著促进了NCM460和HT-29细胞的伤口愈合,但对细胞增殖无显著影响(图3C-D)。

 

细胞迁移的关键步骤包括伪足延伸、黏着斑组装、细胞收缩和黏着斑解聚。通过共转染paxillin-mCherry质粒并进行时间序列成像,研究者发现DPN显著缩短了黏着斑的组装和解聚时间,并激活了黏着斑激酶FAK。此外,使用FAK特异性抑制剂PF-573228或siFAK可削弱DPN对黏着斑周转、细胞迁移和伤口愈合的促进作用

 

图3 ERβ激活通过加速黏着斑周转促进结肠上皮细胞迁移和伤口愈合

 

为揭示ERβ激活促进黏着斑周转的机制,研究者进行了转录组学分析,发现DPN处理的细胞中自噬相关基因显著上调,且自噬信号通路富集最为显著。Western blot分析显示,DPN处理增加了自噬相关蛋白Beclin1、ATG5和LC3的表达,并增加了自噬体和自噬溶酶体的数量。

 

自噬抑制剂3-MA可抑制DPN对FAK激活的促进作用,而自噬溶酶体抑制剂CQ无显著影响,表明ERβ激活主要通过自噬体形成激活FAK。共免疫沉淀实验显示,DPN处理抑制了FAK与自噬相关蛋白FIP200的结合,从而激活FAK并促进黏着斑周转。

 

进一步代谢组学分析显示,DPN处理的细胞中支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸)的运输显著减少,且抑制了支链氨基酸转运蛋白LAT1的表达。通过Cut & Tag实验,研究者发现ERβ激活后可结合到LAT1基因的沉默子区域(silencer2),从而抑制LAT1的表达。支链氨基酸运输的减少抑制了mTOR信号通路,进而激活自噬。

 

共转染LAT1质粒可逆转DPN对支链氨基酸运输的抑制作用,并抑制自噬激活,同时恢复FAK与FIP200的结合,抑制FAK激活及其下游的黏着斑周转和细胞迁移。

 

研究者还探讨了ERβ激动剂DPN与常用抗炎药物5-ASA联合使用对结肠炎的治疗效果。结果显示,联合治疗显著降低了DAI评分、结肠缩短和病理评分,并显著促进了黏膜愈合。DPN单独使用可上调黏膜愈合相关因子的表达,而5-ASA单独使用可下调促炎细胞因子的表达。联合使用时,两者协同作用,显著上调黏膜愈合相关因子并下调促炎细胞因子的表达(图4)。

 

注:小鼠首先饮用含有3.5% DSS的水5天,随后饮用正常水5天。从第6天至第10天,分别给予小鼠ERβ激动剂DPN(2.5 mg/kg,腹腔注射)和5-ASA(100 mg/kg,口服灌胃)。(A) 疾病活动指数(DAI)评分;(B, C) 结肠长度;(D-F) 代表性苏木精-伊红(H&E)染色的结肠“瑞士卷”切片图像,以及病理评分和溃疡评分;(H, I) 代表性结肠镜图像显示溃疡区域,并定量分析伤口愈合百分比;(J, K) 使用RT-qPCR检测结肠组织中黏膜愈合相关因子和促炎因子的表达水平。

图4 ERβ激动剂增强了5-ASA对小鼠结肠炎的改善作用

 

这项研究首次揭示了ERβ激活与UC黏膜愈合之间的直接联系,并详细阐述了其潜在机制。不仅为UC的治疗提供了新的靶点,还为开发联合治疗策略提供了理论依据。此外,研究中的体内外实验验证了ERβ激动剂与5-ASA的协同作用,为临床治疗提供了一种潜在治疗方案。

 

参考文献

GUO Y, ZHU Y, ZHANG J, et al. Facilitation of mucosal healing by estrogen receptor β in ulcerative colitis through suppression of branched-chain amino acid transport and subsequent triggering of autophagy in colonic epithelial cells[J]. Acta Pharm Sin B, 2025, 15(1):168-187. DOI: 10.1016/j.apsb.2024.11.014.

 

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编辑:耳东

二审:且行

三审:清扬

封面图源:Pixabay

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