北大醫(yī)院王鵬遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)在炎癥性腸病機(jī)制研究中獲突破

3月17日，北京大學(xué)第一醫(yī)院普通外科王鵬遠(yuǎn)主任醫(yī)師課題組在Journal of Advanced Research（IF=10.4）在線發(fā)表了“CBSH2S axis preserves the intestinal barrier function by inhibiting COX-2 through sulfhydrating human antigen R in colitis”的研究論文，在炎癥性腸病的機(jī)制研究中獲突破。

該課題組應(yīng)用CRISPR-Cas9技術(shù)構(gòu)建了CBS-/+小鼠模型和體外腸上皮單層細(xì)胞嵌套小室模型，綜合運(yùn)用蛋白質(zhì)芯片、透射電子顯微鏡、改良生物素轉(zhuǎn)換和半胱氨酸殘基點(diǎn)突變等技術(shù)，揭示了CBS-H2S軸可通過S-巰基化修飾HuR蛋白的第十三個半胱氨酸殘基，進(jìn)而降低HuR蛋白的二聚化及其與COX-2 mRNA的結(jié)合，從而抑制下游腸上皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。

以炎癥性腸?。╥nflammatory bowel diseases，IBD）為代表的腸道屏障功能損傷相關(guān)疾病在我國發(fā)病率日漸升高，腸道屏障功能損傷相關(guān)的菌群位移及感染是加重急重癥患者全身感染的重要原因。然而，目前尚無針對腸上皮屏障功能損傷的治療策略，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)腸上皮屏障功能的深層分子機(jī)制對開發(fā)相關(guān)干預(yù)手段具有重大價值。

為了研究調(diào)節(jié)腸上皮屏障功能的分子機(jī)制，課題組首先構(gòu)建了CBS-/+結(jié)腸炎小鼠模型，發(fā)現(xiàn)調(diào)減腸上皮細(xì)胞CBS表達(dá)顯著增加了小鼠對結(jié)腸炎的易感性，而使用外源性硫化氫（H2S）供體則可顯著改善癥狀并抑制腸上皮局部和全身炎癥反應(yīng)；進(jìn)一步使用蛋白質(zhì)芯片結(jié)合掃描顯微鏡作超微病理學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)H2S顯著改善了腸上皮細(xì)胞間緊密鏈接的完整性。因此，課題組發(fā)現(xiàn)CBS-H2S軸在腸上皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。

為了進(jìn)一步揭示CBS-H2S軸在腸上皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)中的分子機(jī)制，課題組使用體外Caco-2細(xì)胞嵌套小室單層培養(yǎng)模型，通過改良生物素轉(zhuǎn)換結(jié)合免疫印跡分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)典RNA結(jié)合蛋白之一HuR的巰基化水平可受到CBS-H2S軸的調(diào)控。更重要的是，HuR巰基化水平的升高導(dǎo)致其二聚化障礙從而下調(diào)COX-2 mRNA穩(wěn)定性和蛋白翻譯水平；進(jìn)行HuR序列半胱氨酸殘基點(diǎn)突變結(jié)合功能試驗(yàn)則提示，CBS-H2S軸可通過S-巰基化修飾HuR的第十三位半胱氨酸發(fā)揮對COX-2翻譯水平及下游炎癥反應(yīng)的抑制作用。

該研究提出，作為新型蛋白質(zhì)翻譯后修飾方式的S-巰基化事件參與炎癥性腸病發(fā)病的分子機(jī)制，為腸道屏障功能損傷相關(guān)疾病提供了創(chuàng)新型干預(yù)靶點(diǎn)。王鵬遠(yuǎn)主任醫(yī)師、副教授為該文通訊作者，郭士浩博士為第一作者。

（北京大學(xué)第一醫(yī)院）