ABCG2基因的上调通过AKT/NF-κB信号通路参与炎症性肠病中的肠道屏障功能障碍

摘要

背景

先前的研究表明，在2,4,6-三硝基苯磺酸（TNBS）诱导的克罗恩病（CD）小鼠模型中，肾、肝、结肠和肠道组织中的ATP结合盒G亚家族成员2（ABCG2）表达显著上调。然而，调控炎症微环境中ABCG2表达的机制及其对肠道屏障完整性的影响尚未完全阐明。

目的

本研究旨在阐明炎症条件下ABCG2上调的信号通路，并探讨ABCG2在体外和体内对肠道屏障完整性的功能作用。

方法

通过测量跨上皮电阻（TEER）、荧光异硫氰酸酯（FITC）-葡聚糖的细胞旁通透性以及对紧密连接蛋白的免疫荧光/免疫印迹分析来评估肠道上皮屏障的完整性。使用Abcg2^−/−小鼠来评估ABCG2对肠道屏障稳态的贡献。

结果

在脂多糖（LPS）刺激的肠道上皮细胞中观察到ABCG2表达显著升高。这种诱导与AKT和P65的磷酸化增强相一致。通过药物抑制AKT（LY294002）或NF-κB（BAY117082）可以减弱LPS介导的ABCG2上调。功能评估显示，通过药物抑制ABCG2（使用Ko143）或其基因敲除可以增强肠道屏障完整性。这表现为TEER增加、FITC-葡聚糖的通透性降低，以及LPS刺激后关键紧密连接蛋白（ZO-1、occludin和claudin-1）的表达恢复。具体来说，在葡聚糖硫酸钠（DSS）-UC和TNBS诱导的CD模型中，Abcg2敲除小鼠的结肠长度增加，黏膜结构完整性得到保持，炎症细胞浸润减少。

结论

ABCG2是治疗炎症性肠病（IBD）的一个有前景的治疗靶点，特别是在转运蛋白活性失调或存在影响药物反应的基因变异的患者群体中。