今天小帕給大家解讀一篇2023年8月30日發(fā)表在Science Advances《科學(xué)進(jìn)展》（ IF=13.6 ）雜志上的文章：“抑制分選連接蛋白10通過SREBP2介導(dǎo)的腸干細(xì)胞干性恢復(fù)促進(jìn)黏膜愈合）。本研究通過抑制SNX10，通過SREBP2介導(dǎo)的腸道干細(xì)胞干性恢復(fù)，促進(jìn)黏膜愈合，為炎癥性腸病的治療提供了新的策略。

研究背景

論文背景：失去完整的上皮屏障會導(dǎo)致腸道內(nèi)腔物質(zhì)、共生菌群和致病微生物的不適當(dāng)轉(zhuǎn)位到腸黏膜固有層，最終引發(fā)腸道炎癥和黏膜損傷。完全修復(fù)受損的黏膜，即黏膜愈合，是炎癥性腸病患者長期緩解和減少手術(shù)風(fēng)險的預(yù)后指標(biāo)。腸道上皮細(xì)胞從位于基底窩的腸道干細(xì)胞（ISCs）中更新，以保持連續(xù)的黏膜屏障。然而，各種因素（包括感染、放射線、缺血、物理創(chuàng)傷或免疫介導(dǎo)的損傷）對上皮層的損傷會促進(jìn)修復(fù)過程，以恢復(fù)上皮屏障的功能，這需要在周圍基質(zhì)分泌的分子的調(diào)節(jié)下，ISCs的適當(dāng)空間分配和組織。

過去方案： 過去的研究表明，ISCs的功能受損與克羅恩?。–D）患者和小鼠模型的慢性復(fù)發(fā)性炎癥有關(guān)。ISCs及其相關(guān)基質(zhì)中的代謝模式的改變與ISCs的異常功能和激活密切相關(guān)。有報道稱，ISCs中的膽固醇合成對其功能的維持至關(guān)重要，并且低血膽固醇水平是活動性CD的典型特征。然而，ISCs中膽固醇代謝的改變對CD進(jìn)展的貢獻(xiàn)尚未揭示。

論文的Motivation：本研究的動機是探索SNX10在維持ISCs干性中的關(guān)鍵作用以及其對黏膜愈合的影響。通過研究SNX10在腸道組織中的表達(dá)與CD嚴(yán)重程度的相關(guān)性，以及SNX10在小鼠結(jié)腸炎模型中的表達(dá)變化，作者發(fā)現(xiàn)SNX10在CD的發(fā)病過程中起著重要作用。進(jìn)一步的實驗表明，SNX10的缺失促進(jìn)了SREBP2的活化，從而增加了膽固醇的合成，維持了ISCs的干性，并促進(jìn)了黏膜愈合。此外，作者還使用了SNX10的小分子抑制劑DC-SX029來驗證SNX10作為CD治療的潛在靶點。通過這些研究，作者提供了通過SREBP2介導(dǎo)的ISCs干性恢復(fù)來實現(xiàn)黏膜愈合的策略。

研究思路

a. 理論背景：

本研究探討了腸道干細(xì)胞（ISCs）在炎癥性腸?。?span id="jbofiew" class="candidate-entity-word" data-gid="6846908384066287874">IBD）治療中的重要性以及膽固醇可用性在維持ISC干性中的作用。研究重點關(guān)注了與克羅恩?。–D）和小鼠結(jié)腸炎的嚴(yán)重程度相關(guān)的分選蛋白10（SNX10）蛋白質(zhì)。作者提出，抑制SNX10可以通過激活SREBP2和增加膽固醇生物合成來促進(jìn)黏膜愈合，從而恢復(fù)ISC干性。研究還提到了一種名為DC-SX029的SNX10小分子抑制劑，用于驗證SNX10作為CD治療靶點的潛力。

b. 技術(shù)路線：

?通過使用DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎和TNBS模型，研究了腸道Snx10缺陷對小鼠的影響。

?通過免疫組化和免疫組織化學(xué)技術(shù)，研究了Snx10缺陷對腸道組織的影響。

?通過分離結(jié)腸上皮細(xì)胞，進(jìn)行Western blot和RT-qPCR測量，研究了Snx10缺陷對基因表達(dá)的影響。

?通過構(gòu)建SNX10敲除穩(wěn)定細(xì)胞系和重引入實驗，研究了SNX10的功能。

?通過免疫沉淀和Western blot技術(shù)，研究了SNX10與ERLIN2和SCAP的相互作用。

?通過使用PPI抑制劑DC-SX029，研究了靶向SNX10促進(jìn)腸道上皮修復(fù)的潛力。

結(jié)果解讀

a. 詳細(xì)的實驗設(shè)置：

?使用DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎和TNBS模型，研究了Snx10缺陷對小鼠的影響。

?進(jìn)行免疫組化和免疫組織化學(xué)技術(shù)，研究了Snx10缺陷對腸道組織的影響。

?分離結(jié)腸上皮細(xì)胞，進(jìn)行Western blot和RT-qPCR測量，研究了Snx10缺陷對基因表達(dá)的影響。

?構(gòu)建SNX10敲除穩(wěn)定細(xì)胞系和重引入實驗，研究了SNX10的功能。

?進(jìn)行免疫沉淀和Western blot技術(shù)，研究了SNX10與ERLIN2和SCAP的相互作用。

?使用PPI抑制劑DC-SX029，研究了靶向SNX10促進(jìn)腸道上皮修復(fù)的潛力。

b. 詳細(xì)的實驗結(jié)果：

?Snx10ΔIEC小鼠在DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎和TNBS模型中表現(xiàn)出改善的存活率、體重變化和疾病活動指數(shù)得分，與WT小鼠相比。

?Snx10ΔIEC小鼠的結(jié)腸縮短和促炎細(xì)胞因子水平顯著降低。

?腸道Snx10缺陷還減輕了結(jié)腸炎小鼠的炎癥細(xì)胞浸潤、組織損傷和屏障功能障礙。

?Snx10ΔIEC結(jié)腸炎小鼠顯示出再生標(biāo)記物Ki67和ISC標(biāo)記物AXIN2的增加，表明腸道上皮的修復(fù)能力增強。

?Snx10缺陷提高了結(jié)腸上皮細(xì)胞中CBC干細(xì)胞標(biāo)記物L(fēng)gr5、Axin2和Ascl2的mRNA水平。

?Snx10缺陷導(dǎo)致小腸器官樣體的大小和復(fù)雜性增加，表明IECs的自我更新能力增強。

?Snx10ΔIEC器官樣體的大小和數(shù)量增加，表明其擴張能力更強。

?Snx10缺陷導(dǎo)致小腸和結(jié)腸器官樣體中分泌細(xì)胞系的轉(zhuǎn)變。

?Snx10缺陷導(dǎo)致結(jié)腸炎小鼠和器官樣體中β-連環(huán)蛋白表達(dá)顯著增加，表明Wnt通路的激活。

?Lgr5-ISC特異性SNX10缺陷維持了ISC池，并促進(jìn)了結(jié)腸炎小鼠的體重恢復(fù)和結(jié)腸縮短。

?SNX10缺陷增加了LGR5 細(xì)胞的數(shù)量和SI和結(jié)腸器官樣體的生長效率。

?SNX10在炎癥腸道中的上調(diào)與膽固醇生物合成的改變有關(guān)。

?SNX10缺陷增加了結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸中的膽固醇水平，并上調(diào)了膽固醇合成的速率限制酶HMGCR的表達(dá)。

數(shù)據(jù)圖如下：

圖 1.腸道組織中SNX10的表達(dá)與IBD的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。

圖 S1.與圖 1 有關(guān)，SNX10 在腸道組織中的表達(dá)與 IBD 的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。

圖 2.腸上皮SNX10缺失減輕了DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎和粘膜損傷。

圖 S2.刪除腸上皮 SNX10 可減輕 DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎和粘膜損傷。與圖 2 有關(guān)。

圖 3.SNX10缺乏增強了CBC干細(xì)胞的干性，促進(jìn)了分泌譜系細(xì)胞的分化。

圖 S3.缺乏 SNX10 會增強 CBC 干細(xì)胞的干性并促進(jìn)分泌系細(xì)胞的分化。與圖 3 有關(guān)。

圖 4.Lgr5-ISC特異性SNX10缺乏保留了ISC池以加速上皮修復(fù)。

圖 S4.Lgr5-ISC 特異性 SNX10 缺乏可維持 ISC 池以加速腸上皮修復(fù)、與圖 4 有關(guān)。

圖 5.SNX10缺失增加的膽固醇生物合成有助于腸上皮修復(fù)。

圖 S5.SNX10 基因缺失導(dǎo)致的膽固醇生物合成增加有助于腸上皮修復(fù)、與圖 5 有關(guān)。

圖 6.ERLIN2與SNX10缺失誘導(dǎo)的SCAP的解離增強了SREBP2的活化，有助于增加膽固醇的生物合成。

圖 S6.SNX10 缺失誘導(dǎo)的 ERLIN2 與 SCAP 的分離增強了 SREBP2 的激活有助于膽固醇生物合成的增加，與圖 6 有關(guān)。

圖 7.SNX10 PPI DC-SX029通過增強SREBP2介導(dǎo)的ISCs的干性來促進(jìn)上皮修復(fù)。

圖 S7.SNX10 PPI DC-SX029 可減輕 DSS 誘導(dǎo)的結(jié)腸炎和粘膜損傷，見圖 7。

圖 S8.SNX10 PPI DC-SX029 可減輕 TNBS 引起的結(jié)腸炎和粘膜損傷，見圖 7。

DOI：10.1126/sciadv.adh5016

參考文獻(xiàn)：

1.M. F. Neurath，S. P. L. Travis，炎癥性腸病的粘膜愈合：系統(tǒng)評價。古特61,1619-1635（2012）。

2.J. Beumer，H. Clevers，成年哺乳動物腸道中的細(xì)胞命運規(guī)范和分化。 國家修訂版分子細(xì)胞生物學(xué) 22， 39–53 （2021）.

3.S. Khaloian， E. Rath， N. Hammoudi， E. Gleisinger， A. Blutke， P. Giesbertz， E. Berger， A. Metwaly， N. Waldschmitt， M. Allez， D. Haller， 線粒體損傷驅(qū)動腸道干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苁д{(diào)的潘氏細(xì)胞，預(yù)測克羅恩病復(fù)發(fā)。腸道69,1939-1951（2020）。

4.R. Elmentaite， A. D. B. Ross， K. Roberts， K. R. James， D. Ortmann， T. Gomes， K. Nayak， L. Tuck， S. Pritchard， O. A. Bayraktar， R. Heuschkel， L. Vallier， S. A. Teichmann， M. Zilbauer， 發(fā)育中人類腸道的單細(xì)胞測序揭示了與兒童克羅恩病的轉(zhuǎn)錄聯(lián)系。開發(fā)單元 55,771–783.e5 （2020）。

5.K.鈴木，T.村野，H.清水，G.伊藤，T.中田，藤井S.，F(xiàn).石橋，A.川本，S.安西，R.久野，K.桑原，J.高橋，M.濱，S.永田，Y.平栗，K.竹中，S.唯，K.土屋，T.中村，K.大冢，M.渡邊，R.岡本， 克羅恩病患者來源的小腸類器官的單細(xì)胞分析揭示了干細(xì)胞特性的疾病活性依賴性修飾。J.胃腸醇。53, 1035–1047 (2018).