2022-07-19
《Frontiers in Immunology》
影響因子：8.786
文章題目：The Nutritional Intervention of Resveratrol Can Effectively Alleviate the Intestinal Inflammation Associated With Celiac Disease Induced by Wheat Gluten
技術手段：RNA-seq，qRT-PCR等；
派森諾生物與南昌大學攜手合作，于近期在《Frontiers in Immunology》上發表了白藜蘆醇的營養干預可有效緩解小麥麩質引起的乳糜瀉相關腸道炎癥的研究成果。
乳糜瀉(Celiac Disease，CD)是一種由自身免疫反應產生的炎癥性腸道疾病。目前，治療該疾病最有效的方法是患者必須終生堅持無麩質飲食。然而現代飲食的主要模式之一就是含麩質食物，這就導致患者不可避免的接觸麩質。因此，探索新的預防或營養干預方法對改善乳糜瀉的腸道癥狀至關重要。白藜蘆醇（Resveratrol，Re）是一種天然多酚，研究表明它通過清除自由基和調節參與炎癥反應的各種酶來預防和治療慢性炎癥性疾病。本研究中，通過對乳糜瀉的體內和體外模型的白藜蘆醇營養干預來探索其在乳糜瀉相關疾病中發揮的作用，并且結合轉錄組測序揭示其中涉及到的差異基因和通路，為預防和治療乳糜瀉提供新的解決方案。
技術路線
研究結果
白藜蘆醇對Caco-2細胞氧化損傷的保護作用
首先，研究確定了125μg/mL p31-43肽刺激24h為最佳的乳糜瀉氧化應激模型，細胞與5μmol/L白藜蘆醇孵育3h為最佳作用條件。進一步對細胞中GSH、SOD、MDA的水平以及抗氧化基因的表達進行檢測，結果表明白藜蘆醇可以有效緩解Caco-2細胞中毒性麥醇溶蛋白肽引起的氧化損傷，這可能與sirt1/sirt3相關的SIRT信號通路有關。
圖1白藜蘆醇減輕了乳糜瀉細胞模型中氧化應激造成的損傷
白藜蘆醇對Caco-2細胞腹腔毒性的緩解作用
Caco-2作為體外暴露于麩質的模型可以模擬許多腹腔毒性特征，例如細胞內TG2的激活和過表達、腸細胞間的緊密連接功能障礙和促炎細胞因子的表達。研究對細胞中TG2基因和蛋白的表達、iNOS和COX-2基因的表達、閉合蛋白的表達以及細胞的單層電阻值和滲透性進行檢測，結果表明白藜蘆醇可以有效減輕p31-43肽對Caco-2細胞的腹腔毒性作用。
圖2白藜蘆醇調節Caco-2細胞中的乳糜瀉相關指標
白藜蘆醇對乳糜瀉小鼠臨床癥狀的干預作用
乳糜瀉作為一種自身免疫介導的腸道炎癥，主要表現為與腸道吸收不良相關的癥狀，包括（嚴重）慢性腹瀉和體重減輕。本研究根據Zevallos等人的小鼠模型，建立了乳糜瀉小鼠模型，最終確定了ATI+Poly:IC+Gliadin組（APG組）小鼠為最佳的乳糜瀉動物模型。隨后通過觀察不同3組實驗小鼠體重、飲水量、臨床癥狀及抓痕情況，證明白藜蘆醇可以減輕乳糜瀉腸道炎癥小鼠的臨床癥狀。
圖3白藜蘆醇干預乳糜瀉小鼠的臨床癥狀
白藜蘆醇對乳糜瀉小鼠腸道氧化損傷的保護作用
通過對小鼠空腸組織裂解物上清液中NO、MDA、GSH含量、SOD活性以及腸組織切片情況進行檢測，結果表明白藜蘆醇可以有效緩解乳糜瀉小鼠的氧化應激，保護腸道損傷。
圖4白藜蘆醇減輕了患有乳糜瀉的小鼠的氧化應激損傷
白藜蘆醇對乳糜瀉小鼠毒性體征的緩解作用
進一步通過腸系膜淋巴結中Th細胞亞群確定，發現APG組中Th1/Th2比值顯著升高，白藜蘆醇干預后該比值降低。結合IL-1β、TNF-α、IL-4、IL-6、IL-10基因的表達以及空腸組織切片中組織轉谷氨酰胺酶的免疫組織化學分析結果，綜合表明白藜蘆醇可以有效降低模型小鼠的腹腔毒性。
圖5白藜蘆醇改變了腹腔小鼠腸系膜淋巴結和空腸的T細胞功能，并抑制了空腸中特征性自身抗原的表達
白藜蘆醇對乳糜瀉小鼠特征基因和通路的調控作用
最后，本研究旨在確定為什么用白藜蘆醇進行飲食干預可以減輕乳糜瀉的發生，因此分析了白藜蘆醇干預后特征基因和相關通路的變化。經過質量控制和表達分析，繪制了差異基因的火山圖，并選擇了六個下調基因（Orm1、Nr0b2、Fbxo27、Fgf15、Fabp4和Amy1）和三個上調基因（Ubd、Lat和Aire）。進一步將這九個基因的變異性繪制為熱圖，Fgf15和Nr0b2、Aire和Ubd分別在上調和下調基因中表現最顯著。同時對白藜蘆醇干預后的差異表達基因進行分類，GO富集分析顯示差異基因主要參與了與含氧化合物的反應、系統發育和與有機氮化合物的反應等生物過程；KEGG富集分析顯示差異基因主要與PPAR信號通路、氮代謝、AMPK信號通路和FoxO信號通路有關。
圖6白藜蘆醇通過改變小鼠空腸組織中的特征基因和通路而有效發揮作用
結論
本研究，通過體內和體外模型證明了氧化應激和炎癥反應在乳糜瀉發病機制中的關聯。此外，以白藜蘆醇為切入點進行干預，證明白藜蘆醇可通過上調Aire和Ubd基因調控自身免疫的發展，并通過下調Fgf15和Nr0b2基因促進腸道營養吸收，并通過激活PPAR、AMPK和FoxO信號通路調節腸道氧化應激、炎癥反應和免疫反應的復雜反應系統，從而有效緩解乳糜瀉的腸道癥狀。
本研究的RNA測序和分析由上海派森諾生物科技有限公司完成。
參考文獻：
Yu T, Xie Y, Yuan J, Gao J, Xiao Z, Wu Y, Chen H. The Nutritional Intervention of Resveratrol Can Effectively Alleviate the Intestinal Inflammation Associated With Celiac Disease Induced by Wheat Gluten. Front Immunol. 2022 Apr 5;13:878186. doi: 10.3389/fimmu.2022.878186.
