Ann Rheum Dis：肠道上皮细胞死亡如何通过调控肠道屏障功能来影响关节炎的发生和发展？

Tags: 骨关节炎肠道屏障作者：潘华更新：2024-07-29

肠道屏障在营养吸收、细菌共生和免疫系统中起重要作用。肠道屏障功能的损害已被认为与炎症性关节炎的发展有关。肠道上皮细胞（IEC）的死亡与慢性炎症性肠病和坏死性小肠结肠炎的进展相关，但其在关节炎中的作用尚不清楚。本研究旨在探讨IEC死亡如何通过调控肠道屏障功能和引发肠道炎症来影响关节炎的发生和发展。

本研究采用胶原诱导的关节炎（CIA）小鼠模型来研究IEC死亡的机制。首先，通过标记凋亡和坏死标志物以及原位荧光杂交法评估不同时间点的IEC死亡情况。在关节炎发展的过程中，进行mRNA测序，并对差异表达基因进行基因本体（Gene Ontology, GO）富集分析。通过基因工程技术生成缺乏低氧诱导因子1α（HIF1α）的IEC小鼠（Hif1a ∆IEC），并诱导其发生关节炎。同时，在Hif1a ∆IEC小鼠及其对照组IEC中进行mRNA测序、染色质免疫沉淀（ChIP）测序和ChIP-qPCR实验。研究还通过使用小分子化合物抑制HIF1α降解和抑制受体相互作用蛋白激酶3（RIPK3）的方法，观察其对肠道类器官和CIA小鼠中IEC死亡的影响。

研究结果

在关节炎发作时，与对照组相比，CIA小鼠的IEC中坏死和凋亡标志物显著增加，显示出显著的细胞死亡和肠道屏障功能损害。在关节炎发作的第36天，HIF1α在IEC中的表达显著增加，而在Hif1a ∆IEC小鼠中，IEC坏死显著增强，肠道炎症加剧，并且关节炎的严重程度和发病率均高于对照组。通过mRNA测序和GO分析发现，HIF1α是RIPK3的关键转录抑制因子，其缺失导致RIPK3表达增加，表明坏死性凋亡的发生。对新发类风湿性关节炎患者的肠道上皮细胞分析也显示出RIPK3的增加。通过药物稳定HIF1α或小分子化合物抑制RIPK3，可以在体内外实验中挽救IEC坏死，并抑制关节炎的发展。具体数据如下：

在关节炎第36天，CIA小鼠的IEC中Caspase-3、Caspase-8、Ripk1、Ripk3和Mlkl基因的mRNA表达显著增加（P<0.05）。
Hif1a ∆IEC小鼠在CIA模型中的关节炎评分显著高于对照组（P<0.001），关节炎发病率达到90%以上。
稳定HIF1α的处理显著降低了关节炎的临床评分（P<0.01），并减少了肠道细菌的转移和IEC死亡（P<0.05）。
在RIPK3抑制剂处理的CIA小鼠中，关节炎的临床评分显著降低（P<0.001），血清中IL-17A和IFN-γ的水平显著下降（P<0.01）。

实验性关节炎发作时IEC死亡

本研究首次揭示了IEC坏死性凋亡在关节炎发展中的关键作用。HIF1α通过抑制RIPK3表达，保护IEC免受坏死性凋亡，从而维持肠道屏障功能，抑制关节炎的发展。药物稳定HIF1α或抑制RIPK3均可显著减少关节炎的严重程度和发病率，这为未来的关节炎治疗提供了新的思路和潜在的治疗靶点。

原始出处：

Expression of HIF1α in intestinal epithelium restricts arthritis inflammation by inhibiting RIPK3-induced cell death machinery. Ann Rheum Dis. 2024 Jul 15;83(8):984-997. doi: 10.1136/ard-2023-224491. PMID: 38503474.

来源：MedSci原创

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