ERK1/2通過(guò)調(diào)控NADPH氧化酶和線粒體分裂在結(jié)腸炎中的作用

翟曉明?譚嗣偉?易玉君?劉慧玲?郭佳翔?吳淑云?陶金

【摘要】目的 研究細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1和2（ERK1/2）通過(guò)調(diào)控NADPH氧化酶（Nox）和線粒體分裂在結(jié)腸炎中的作用。方法 3%葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)小鼠急性結(jié)腸炎。將30只C57BL/6J小鼠用隨機(jī)數(shù)表法分為6組：Control組、3%DSS組、1%二甲亞砜（DMSO）組、ERK1/2抑制劑（PD98059）組、3%DSS+1%DMSO組、3%DSS+PD98059組，每組5只。評(píng)估Control組和3%DSS組小鼠體重變化、結(jié)腸長(zhǎng)度改變、疾病活動(dòng)指數(shù)和結(jié)腸組織病理學(xué)改變，檢測(cè)小鼠結(jié)腸黏膜ERK1/2、磷酸化（p）-ERK1/2、Nox1和Nox2表達(dá)水平。1%DMSO組、3%DSS+1%DMSO組給予腹腔注射1%DMSO；PD98059組、3%DSS+PD98059組小鼠給予腹腔注射PD98059。評(píng)估4組小鼠結(jié)腸組織病理學(xué)改變，檢測(cè)Nox1、Nox2、動(dòng)力相關(guān)蛋白1（DRP1）、p-DRP1-S616和p-DRP1-S637等線粒體分裂相關(guān)蛋白表達(dá)水平的改變。透射電鏡觀察Control組和3%DSS組小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞線粒體分裂情況。免疫熒光雙染分析2組小鼠結(jié)腸黏膜中Nox2與線粒體外膜轉(zhuǎn)位酶TOM復(fù)合體（TOMM20）共定位情況。分析2組小鼠結(jié)腸黏膜DRP1與Nox2 mRNA相對(duì)表達(dá)量的相關(guān)性。結(jié)果 與Control組相比，3%DSS組小鼠體重下降、結(jié)腸長(zhǎng)度縮短、疾病活動(dòng)指數(shù)增加和結(jié)腸組織病理學(xué)評(píng)分升高，結(jié)腸黏膜p-ERK1/2、Nox1和Nox2表達(dá)增加（P均< 0.05）。結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞中的線粒體分裂增加，結(jié)腸黏膜的DRP1和Nox2共定位增加，兩者 mRNA相對(duì)表達(dá)呈正相關(guān)（r = 0.678，P < 0.05）。ERK1/2抑制劑PD98059改善結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸組織病理學(xué)變化，并且下調(diào)結(jié)腸黏膜Nox1、Nox2、DRP1、p-DRP1-S616的表達(dá)。結(jié)論 抑制ERK1/2可能通過(guò)減輕Nox表達(dá)和線粒體分裂，改善結(jié)腸炎。

【關(guān)鍵詞】潰瘍性結(jié)腸炎；細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1和2；NADPH氧化酶；線粒體分裂

The role of ERK1/2 in colitis through regulation of NADPH oxidase and mitochondrial fission Zhai Xiaoming， Tan Siwei， Yi Yujun， Liu Huiling， Guo Jiaxiang， Wu Shuyun， Tao Jin. Department of Gastroenterology， the Third Affiliated Hospital of Sun Yat-sen University， Guangzhou 510630， China

Corresponding author， Tao Jin， E-mail： taojin3@mail.sysu.edu.cn

【Abstract】Objective To investigate the role of extracellular signal regulated kinase 1/2 （ERK1/2） in colitis through the regulation of NADPH oxidase and mitochondrial fission. Methods Mice models of acute colitis were induced by 3% dextran sulfate sodium （DSS）. Thirty C57BL/6J mice were randomly divided into six groups by random number table method： control group， 3%DSS group，1% dimethyl sulfoxide （DMSO） group， ERK1/2 inhibitor（PD98059） group， 3%DSS+1%DMSO group and 3%DSS+PD98059 group， with five mice in each group. The changes of body weight， colonic length， disease activity index and colonic histopathological changes of mice in the control and 3%DSS groups were evaluated， and the expression levels of ERK1/2， p-ERK1/2， Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 1 （Nox1） and Nox2 in colonic mucosa of mice were detected. Mice in 1%DMSO and 3%DSS+1%DMSO groups were intraperitoneally injected with 1%DMSO. Mice in the PD98059 and 3%DSS+PD98059 groups were intraperitoneally injected with PD98059. The colonic histopathological changes were evaluated among four groups， and the expression levels of Nox1， Nox2， Dynamin related protein 1 （DRP1）， p-DRP1-S616 and p-DRP1-S637 mitochondrial fission related proteins were detected. Mitochondrial fission of colonic epithelial cells in the control and 3%DSS groups was observed by transmission electron microscopy. The co-localization of Nox2 and mitochondrial outer membrane translocator enzyme TOM complex （TOMM20） in colonic mucosa of mice in two groups was analyzed by double-immunofluorescence staining. The correlation between relative expression levels of DRP1 and Nox2 mRNA in mouse colonic mucosa was analyzed in two groups. Results Compared with the control group， mice in the 3%DSS group exhibited body weight loss， shortened colonic length， increased disease activity index and increased colonic histopathological score. The expression levels of p-ERK1/2， Nox1， Nox2 in colonic mucosa of mice were significantly up-regulated in the 3%DSS group （all P < 0.05）. In mice with colitis， mitochondrial fission in colonic epithelial cells was increased， and the colonic mucosa co-localization of DRP1 and Nox2 was elevated， and the relative mRNA expression levels of both target genes were positively correlated （r = 0.678， P < 0.05）. ERK1/2 inhibitor PD98059 improved colonic histopathological changes in mice with colitis， and down-regulated the expression levels of Nox1， Nox2， DRP1， p-DRP1-S616 in colonic mucosa. Conclusion Inhibition of ERK1/2 may ameliorate colitis by down-regulating NADPH oxidase expression and alleviating mitochondrial fission.

【Key words】Ulcerative colitis； Extracellular signal regulated kinase 1/2； NADPH oxidase； Mitochondrial fission

潰瘍性結(jié)腸炎 （UC） 是一種病因未明，主要累及結(jié)腸和直腸黏膜的慢性炎癥性腸?。?］。Ordás等（2012年）認(rèn)為腸道上皮屏障破壞、腸道微生物改變、免疫功能紊亂、遺傳異質(zhì)性和環(huán)境等因素可能參與UC的發(fā)生發(fā)展，具體機(jī)制尚未明確。細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1和2 （ERK1/2） 是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，屬于絲裂原活化蛋白激酶（MAPK） 家族成員，可介導(dǎo)胞外信號(hào)向細(xì)胞內(nèi)傳導(dǎo)，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡及蛋白質(zhì)磷酸化等作用［2］。Waetzig等（2002年）研究顯示與正常對(duì)照相比，UC患者炎性結(jié)腸黏膜組織的ERK1/2活化增強(qiáng)。在葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎模型中，人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)抑制中性粒細(xì)胞ERK1/2磷酸化改善腸道炎癥［3］。這些研究提示ERK1/2可能參與UC的發(fā)生發(fā)展。腸道中過(guò)量活性氧（ROS）的產(chǎn)生是腸道黏膜屏障損傷的重要因素。NADPH氧化酶（Nox）是腸道黏膜組織ROS的關(guān)鍵來(lái)源，其家族成員有NOX1-5、 DUOX1和DUOX2（小鼠中被稱為Nox1-4、 Duox1和Duox2，其中小鼠Nox5基因缺失）。動(dòng)力蛋白相關(guān)蛋白1（DRP1）是參與線粒體分裂的主要蛋白，DRP1中S616位點(diǎn)的磷酸化可以促進(jìn)線粒體碎片化，而DRP1中S637位點(diǎn)的磷酸化則抑制線粒體分裂。研究發(fā)現(xiàn)，ERK1/2可以促進(jìn)DRP1介導(dǎo)的線粒體分裂［4］。ERK1/2調(diào)控Nox表達(dá)和線粒體分裂在結(jié)腸炎中尚未見(jiàn)報(bào)道。

材料與方法

一、材 料

1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

無(wú)特定病原體 （SPF） 級(jí)別的C57BL/6J小鼠30只，雌雄各半，6～8周齡，體重20～25 g，購(gòu)自廣東藥康公司。本動(dòng)物實(shí)驗(yàn)倫理經(jīng)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)審批通過(guò)（2022d028）。

2.主要試劑與抗體

DSS（MP Biomedicals，美國(guó)）、PD98059 （MCE， US）、 DAB顯色液（Vector）、HE染液（北京雷根生物技術(shù)有限公司）、β-actin抗體（Santa Cruz，美國(guó)）、ERK1/2和磷酸化（p）-ERK1/2抗體（CST，美國(guó)）、 Nox1抗體（Abcam，美國(guó)）、 Nox2/gp91phox抗體（武漢愛(ài)博泰克生物）、DRP1抗體（CST，美國(guó)）、p-DRP1-S616抗體和p-DRP1-S637抗體（武漢愛(ài)博泰克生物）、環(huán)保組織固定液（北京雷根生物技術(shù)有限公司）。

3.主要儀器

顯微鏡（Leica，德國(guó)）、SDS-PAGE電泳槽（BIO-RAD，美國(guó)）、半干轉(zhuǎn)膜儀（BIO-RAD，美國(guó)）。

二、方 法

1.小鼠模型構(gòu)建

將30只C57BL/6J小鼠用隨機(jī)數(shù)表法分為6組：Control組、3%DSS組、1% Dimethyl sulfoxide （DMSO）組、ERK1/2抑制劑（PD98059）組、3%DSS+1%DMSO組、3%DSS+PD98059組，每組

5只。Control組和3%DSS組小鼠分別自由飲用雙蒸水和含3%DSS的雙蒸水7 d。1%DMSO組和PD98059組小鼠自由飲用雙蒸水7 d，第1～6日1%DMSO組小鼠給予腹腔注射0.2 mL的1%DMSO溶液，而PD98059組小鼠給予腹腔注射

10 mg/（kg· d）PD98059溶液。3%DSS+1%DMSO組和3%DSS+PD98059組小鼠飲用含3%DSS的雙蒸水7 d，第1～6日3%DSS+1%DMSO組小鼠給予腹腔注射0.2 mL的1%DMSO溶液，而3%DSS+PD98059組小鼠給予腹腔注射

10 mg/（kg·d）PD98059溶液。在第7日處死小鼠。

2.疾病活動(dòng)指數(shù)評(píng)估

造模的第1日起，每日記錄小鼠的體重、糞便性狀和糞便潛血情況，計(jì)算小鼠疾病活動(dòng)指數(shù)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：體重正常為0分，體重下降1%～5%為1分，下降6%～10%為2分，下降11%～20%為3分，下降大于20%為4分；糞便成形為0分，呈糊狀或半成形為1分，稀便為4分；糞便潛血陰性為0分，糞便潛血陽(yáng)性為2分，肉眼血便為4分。

3.小鼠結(jié)腸標(biāo)本采集

造模結(jié)束后，對(duì)小鼠給予腹腔注射10%水合氯醛0.1 mL，深度麻醉后行頸椎脫臼處死。剖開(kāi)腹部暴露腹腔，游離小鼠全結(jié)腸，沿腸系膜對(duì)面縱行剖開(kāi)結(jié)腸，用預(yù)冷的生理鹽水沖洗結(jié)腸內(nèi)容物。部分結(jié)腸組織置于環(huán)保組織固定液中后續(xù)制成石蠟標(biāo)本，部分結(jié)腸組織用玻片刮取腸黏膜后置于-80℃冰箱中保存，用于蛋白質(zhì)提取。

4.HE染色和組織病理學(xué)評(píng)分

石蠟切片經(jīng)HE染色及中性樹(shù)膠封片后，觀察拍照。染好的切片在顯微鏡下進(jìn)行組織病理學(xué)評(píng)分。每張切片在200倍鏡下隨機(jī)選取15個(gè)視野，根據(jù)文獻(xiàn)［5］的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分，炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)：黏膜層輕度浸潤(rùn)為1分，黏膜層及黏膜下層中度浸潤(rùn)為2分，透壁中度浸潤(rùn)為3分；腸上皮結(jié)構(gòu)：上皮局部糜爛為1分，小于50%的局部潰瘍形成為2分，廣泛潰瘍形成和（或）肉芽組織形成和（或）假息肉形成為3分?？偡譃?～6分。

5.免疫組織化學(xué)染色和免疫熒光染色

免疫組織化學(xué)染色：石蠟切片經(jīng)處理，孵育好二抗后用磷酸鹽緩沖液清洗切片，顯微鏡下用DAB顯色、蘇木素染核后，切片用中性樹(shù)膠封片后顯微鏡下觀察拍片。免疫熒光染色：石蠟切片經(jīng)處理，孵育好二抗后用磷酸鹽緩沖液清洗切片，滴加DAPI溶液染核1 min，用雙蒸水沖洗干凈后將切片置于顯微鏡調(diào)至熒光通道進(jìn)行觀察并拍照，此步驟全程避光。

6.結(jié)腸黏膜組織總蛋白提取及蛋白免疫印跡

根據(jù)總蛋白提取裂解液說(shuō)明書(shū)按步驟操作提取結(jié)腸黏膜組織總蛋白，并進(jìn)行BCA蛋白濃度定量，應(yīng)用Image J圖像分析軟件進(jìn)行灰度分析。

7.結(jié)腸組織RNA提取

根據(jù)組織RNA提取試劑盒的說(shuō)明對(duì)組織樣品進(jìn)行總RNA提取。提取組織總RNA，用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，用無(wú)酶水將所得的cDNA稀釋5倍后進(jìn)行熒光定量PCR的檢測(cè)。應(yīng)用SYBR Green方法對(duì)目的基因及內(nèi)參基因β-actin進(jìn)行特異性擴(kuò)增。特異性引物序列見(jiàn)表1。

8.透射電鏡檢測(cè)

Control組和3%DSS組結(jié)腸炎造模結(jié)束后，處死小鼠剖腹迅速取出結(jié)腸，將其置于冰盒上，沿腸系膜對(duì)面縱行剪開(kāi)，快速漂洗干凈后，剪成

1～2 mm的腸段后，置于4℃預(yù)冷的2.5%的戊二醛溶液中，固定24 h。將標(biāo)本送至中山醫(yī)學(xué)院電鏡室進(jìn)行包埋、切片及拍攝，觀察結(jié)腸上皮細(xì)胞線粒體分裂情況。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)應(yīng)用GraphPad prism 9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和作圖。正態(tài)分布計(jì)量資料以? 表示，2組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。Pearson相關(guān)系數(shù)用于相關(guān)性分析。P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

一、DSS誘導(dǎo)小鼠急性結(jié)腸炎

與Control組比較，3%DSS組小鼠出現(xiàn)嚴(yán)重急性結(jié)腸炎癥狀，具體表現(xiàn)為體重下降（t第7日= 8.760，P < 0.01）、結(jié)腸長(zhǎng)度縮短（t = 4.888，P < 0.01）、疾病活動(dòng)指數(shù)升高（t第7日= 11.950，P < 0.01）、結(jié)腸組織病理學(xué)評(píng)分增加（t = 11.599，P < 0.001），2組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖1A～D、F）。結(jié)腸組織切片HE染色顯示，Control組小鼠結(jié)腸黏膜上皮完整，腺體排列規(guī)則，未見(jiàn)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)；3%DSS組小鼠結(jié)腸黏膜上皮糜爛，腺體缺失，潰瘍形成，黏膜層及黏膜下層大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)（圖1E）。以上結(jié)果均表明，DSS誘導(dǎo)小鼠急性結(jié)腸炎造模成功。

二、急性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸黏膜組織p-ERK1/2蛋白表達(dá)增加

蛋白免疫印跡結(jié)果顯示，與 Control組相比， 3%DSS組小鼠結(jié)腸黏膜組織ERK1/2蛋白表達(dá)沒(méi)有明顯變化，p-ERK1/2表達(dá)上調(diào)，2組p-ERK1/2蛋白相對(duì)表達(dá)量比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t = 3.400，P < 0.05，見(jiàn)圖2A、B）。免疫組織化學(xué)染色顯示，與Control組相比，3%DSS組小鼠結(jié)腸黏膜p-ERK1/2表達(dá)水平明顯增加，主要在結(jié)腸上皮細(xì)胞中表達(dá)（見(jiàn)圖2C）。

三、急性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸黏膜組織Nox蛋白表達(dá)增加

免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示，與Control組相比，3%DSS組小鼠結(jié)腸黏膜Nox1、Nox2蛋白表達(dá)水平明顯增加（圖3A、D）。Nox1主要在結(jié)腸上皮細(xì)胞刷狀緣和胞質(zhì)中表達(dá)，Nox2主要在浸潤(rùn)的中性粒細(xì)胞和吞噬細(xì)胞中表達(dá)，少量在結(jié)腸上皮細(xì)胞刷狀緣和胞質(zhì)中表達(dá)。蛋白免疫印跡結(jié)果顯示，3%DSS組小鼠結(jié)腸黏膜Nox1和Nox2表達(dá)水平均高于Control組，2組蛋白相對(duì)表達(dá)量比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（tNox1 = 3.518，tnox2 = 3.390，P均< 0.05，見(jiàn)圖3B、C、E、F）。

四、抑制ERK1/2可通過(guò)下調(diào)Nox表達(dá)減輕小鼠急性結(jié)腸炎

1%DMSO組、PD98059組、3%DSS+1%DMSO組和3%DSS+PD98059組小鼠結(jié)腸組織HE染色結(jié)果顯示，與1%DMSO組相比，單純注射PD98059對(duì)小鼠結(jié)腸黏膜沒(méi)有影響，未見(jiàn)結(jié)腸黏膜結(jié)構(gòu)破壞或炎癥浸潤(rùn)，組織病理學(xué)評(píng)分沒(méi)有改變；經(jīng)3%DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎后，與1%DMSO組相比，注射PD98059減輕小鼠結(jié)腸炎表現(xiàn)，結(jié)腸黏膜上皮糜爛、隱窩缺失和潰瘍形成減少，組織病理學(xué)評(píng)分下降，2組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P < 0.01，圖4A、B）。蛋白免疫印跡結(jié)果顯示，3%DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎后，與1%DMSO組相比，PD98059組小鼠結(jié)腸黏膜組織Nox1、Nox2蛋白表達(dá)水平降低（圖4C）。免疫組織化學(xué)染色結(jié)果顯示，3%DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎后，與1%DMSO組相比，PD98059組小鼠結(jié)腸黏膜Nox2蛋白表達(dá)減少（圖4D）。以上結(jié)果表明，抑制ERK1/2可通過(guò)下調(diào)Nox的表達(dá)減輕小鼠急性結(jié)腸炎。

五、抑制ERK1/2對(duì)急性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸黏膜組織的線粒體分裂的影響

小鼠結(jié)腸黏膜透射電鏡圖顯示，與Control組中數(shù)量及形態(tài)正常的線粒體相比，3%DSS組小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞中的線粒體數(shù)量明顯增加，出現(xiàn)線粒體腫脹、空泡樣變等形態(tài)異常，提示結(jié)腸炎小鼠的結(jié)腸上皮細(xì)胞中的線粒體分裂增加（圖5A）。免疫組化染色結(jié)果顯示，與1%DMSO組和PD98059組相比，3%DSS+1%DMSO組和3%DSS+ PD98059組小鼠結(jié)腸黏膜線粒體分裂相關(guān)蛋白DRP1和p-DRP1-S616蛋白表達(dá)增加。經(jīng)3%DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎后，與 1%DMSO組相比，注射PD98058組小鼠結(jié)腸黏膜DRP1和p-DRP1-S616蛋白表達(dá)降低（圖5B、C）。蛋白免疫印跡結(jié)果與之相對(duì)應(yīng)，4組小鼠結(jié)腸黏膜組織p-DRP1-S637蛋白表達(dá)水平未見(jiàn)明顯差異（圖5D）。小鼠結(jié)腸黏膜免疫熒光雙染結(jié)果顯示，與Control組相比，3%DSS組小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞中線粒體外膜標(biāo)志物TOMM20和Nox2蛋白表達(dá)增加，兩者共定位增加（圖5F）。相關(guān)性分析顯示，3%DSS組小鼠結(jié)腸黏膜的DRP1與Nox2 mRNA相對(duì)表達(dá)變化呈正相關(guān)關(guān)系（r = 0.678，P < 0.05，圖5E）。以上結(jié)果表明，抑制ERK1/2可減輕急性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸黏膜組織的線粒體分裂，Nox2與其中的線粒體分裂存在關(guān)聯(lián)。

討論

UC是一類(lèi)病因未明的慢性非特異性腸道炎癥疾病，目前認(rèn)為腸道上皮屏障破壞、腸道微環(huán)境、免疫功能紊亂、遺傳、環(huán)境和氧化應(yīng)激等因素可能參與UC的發(fā)生發(fā)展［1］。Waetzig等（2002年）研究發(fā)現(xiàn)，UC患者結(jié)腸炎性黏膜ERK1/2激活增加。ERK1/2是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，屬于經(jīng)典MAPK家族成員，多種胞外刺激因素可激活ERK/MAPK信號(hào)通路，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡及蛋白質(zhì)合成［2］。郭燦璨等（2015年）認(rèn)為ERK1/2可以調(diào)節(jié)血管活性胺、花生四烯酸代謝產(chǎn)物、細(xì)胞因子、一氧化氮等細(xì)胞來(lái)源炎性介質(zhì)及補(bǔ)體系統(tǒng)，進(jìn)而參與UC的發(fā)生發(fā)展。氧化應(yīng)激是腸道黏膜損傷的重要因素。Circu等（2013年）認(rèn)為氧化應(yīng)激是指機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生過(guò)量ROS和活性氮，不能被抗氧化物所清除，進(jìn)而導(dǎo)致組織細(xì)胞損傷的病理生理過(guò)程。ROS可誘導(dǎo)組織細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化，脂質(zhì)過(guò)氧化終產(chǎn)物如丙二醛可以引起蛋白質(zhì)損傷，進(jìn)一步損傷結(jié)腸組織。結(jié)腸上皮細(xì)胞和吞噬細(xì)胞中的線粒體和Nox是結(jié)腸組織ROS的主要來(lái)源［6］。研究發(fā)現(xiàn)，UC患者結(jié)腸黏膜組織中Nox1和Nox2蛋白表達(dá)明顯增加，在UC發(fā)病初期發(fā)揮一定作用［7］。本實(shí)驗(yàn)中，急性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸黏膜組織p-ERK1/2、Nox1和Nox2蛋白表達(dá)增加，與過(guò)往研究中UC患者結(jié)腸黏膜組織相應(yīng)蛋白表達(dá)趨勢(shì)一致。但抑制ERK1/2能否改善結(jié)腸炎，以及ERK1/2在結(jié)腸炎中能否調(diào)控NAPDH氧化酶表達(dá)尚未見(jiàn)報(bào)道。PD98059是ERK1/2抑制劑，在肺損傷和自身免疫性腦脊髓炎動(dòng)物模型中的應(yīng)用廣泛［8］。故本研究在3%DSS誘導(dǎo)小鼠急性結(jié)腸炎過(guò)程中，給予小鼠ERK1/2抑制劑PD98059腹腔注射處理，以研究ERK1/2在結(jié)腸炎中的作用。結(jié)果表明，抑制ERK1/2后，急性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸黏膜組織Nox1、Nox2蛋白表達(dá)降低，腸道黏膜損傷減輕。抑制ERK1/2可以通過(guò)下調(diào)Nox改善腸道炎癥。小鼠實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎的研究發(fā)現(xiàn)，PD98059治療可以減少脂質(zhì)過(guò)氧化和谷胱甘肽氧化［8］?？紤]到Nox在氧化應(yīng)激中的作用，抑制ERK1/2可能通過(guò)下調(diào)Nox導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化和谷胱甘肽氧化等氧化應(yīng)激相關(guān)損傷減少，進(jìn)而改善腸道炎癥。

正常結(jié)腸黏膜組織細(xì)胞中的線粒體融合和分裂處于動(dòng)態(tài)平衡，以維持細(xì)胞能量供應(yīng)以及生理功能。過(guò)量ROS的產(chǎn)生和ATP耗盡可以誘導(dǎo)線粒體動(dòng)力學(xué)異常，線粒體過(guò)度分裂、碎片化，異常的線粒體分裂反過(guò)來(lái)加劇ROS產(chǎn)生和ATP耗竭，形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙，促進(jìn)細(xì)胞死亡［9］。參與線粒體分裂的蛋白有DRP1、p-DRP1-S616、p-DRP1-S637、線粒體分裂1蛋白、線粒體分裂因子、線粒體動(dòng)力蛋白MiD49和MiD51。DRP1參與認(rèn)知功能障礙等疾病的發(fā)生發(fā)展［10］。研究發(fā)現(xiàn)，DSS誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎的結(jié)腸黏膜組織DRP1和促進(jìn)線粒體分裂的p-DRP1-S616蛋白表達(dá)增加，而且線粒體分裂抑制劑P110可以減輕結(jié)腸炎小鼠腸道炎癥［11］。不少研究報(bào)道，ERK1/2可以調(diào)控DRP1介導(dǎo)的線粒體分裂［4］。通過(guò)透射電鏡觀察小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞的線粒體，我們發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞中的線粒體分裂增加，線粒體腫脹膨大、呈空泡樣變。同時(shí)我們檢測(cè)小鼠結(jié)腸黏膜組織中與線粒體分裂相關(guān)的蛋白表達(dá)，結(jié)果顯示，與1%DMSO組和PD98059組相比，3%DSS+1%DMSO組和3%DSS+PD098059組小鼠結(jié)腸黏膜DRP1、p-DRP1-S616蛋白表達(dá)增加。同時(shí)，與3%DSS+1%DMSO組相比，3%DSS+PD98059組小鼠結(jié)腸對(duì)應(yīng)蛋白表達(dá)減少。提示抑制ERK1/2可能通過(guò)減輕線粒體分裂改善急性結(jié)腸炎小鼠的腸道炎癥。小鼠結(jié)腸黏膜免疫熒光雙染結(jié)果顯示，與Control組相比，3%DSS組結(jié)腸上皮細(xì)胞線粒體外膜標(biāo)志物TOMM20表達(dá)增加，并與Nox2共定位增加。相關(guān)性分析顯示，3%DSS組小鼠結(jié)腸黏膜的DRP1與Nox2 mRNA相對(duì)表達(dá)變化呈正相關(guān)。Nox2可能通過(guò)誘導(dǎo)ROS生成影響線粒體的形態(tài)及功能，功能障礙的線粒體也有可能影響Nox2的表達(dá)，需進(jìn)一步研究探索。

綜上所述，抑制ERK1/2可能通過(guò)下調(diào)Nox表達(dá)和減輕線粒體分裂來(lái)緩解腸道炎癥，為UC發(fā)病機(jī)制研究和治療提供新依據(jù)。

參 考 文 獻(xiàn)

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（收稿日期：2022-11-09）

（本文編輯：楊江瑜）