9月17日,國際頂級期刊《信號轉導與靶向治療》(Signal Transduction and Targeted Therapy)發(fā)表了一項由四川大學華西醫(yī)院團隊領銜的突破性研究,首次揭示了G蛋白偶聯(lián)受體15(GPR15)在吸煙對克羅恩?。–D)和潰瘍性結腸炎(UC)雙向調控中的核心機制。這項橫跨人群隊列與動物模型的研究,為理解吸煙為何對兩種炎癥性腸病(IBD)產生截然相反的影響提供了關鍵線索。
現(xiàn)象之謎:吸煙為何在兩種炎癥性腸病中表現(xiàn)相反
吸煙對炎癥性腸病模型疾病表型的不同影響
炎癥性腸?。↖BD)是一組以腸道慢性炎癥為特征的自身免疫性疾病,主要包括克羅恩?。–D)和潰瘍性結腸炎(UC)。盡管二者同屬IBD,但臨床表現(xiàn)、病理特征和治療反應大相徑庭。更令人困惑的是,吸煙對二者的影響堪稱矛盾體——吸煙會顯著加重CD患者的病情,增加術后復發(fā)風險;但對UC患者而言,吸煙反而可能降低發(fā)病風險、減輕活動期癥狀。
這一現(xiàn)象長期困擾著醫(yī)學界。此前研究推測,吸煙中的尼古丁、自由基等成分可能通過影響腸道菌群、黏液層或免疫細胞發(fā)揮作用,但具體機制始終未明。
研究團隊的目標是為這一吸煙悖論找到分子層面的解釋。GPR15因其在T細胞歸巢和免疫調節(jié)中的特殊角色進入研究團隊的視野——它既是HIV的共受體,也是T細胞向腸道遷移的關鍵導航分子,而吸煙已被證實會上調GPR15表達。
人群數(shù)據+小鼠模型:雙管齊下鎖定GPR15
小鼠Gpr15缺陷:吸煙減輕TNBS誘導的結腸炎但加重DSS誘導的結腸炎
為驗證這一假設,研究團隊首先分析了英國生物銀行(UK Biobank)中2120名CD患者和4161名UC患者的吸煙數(shù)據。結果顯示:與從不吸煙者相比,當前吸煙者患CD的風險增加37%(HR=1.37),但UC風險卻降低24%(HR=0.76)。這一人群層面的關聯(lián)提示,吸煙對IBD的影響可能存在基因-環(huán)境交互作用。
隨后,研究團隊構建了兩種經典的IBD小鼠模型:用2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)誘導的CD樣結腸炎模型,以及用葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導的UC樣結腸炎模型,并讓小鼠暴露于香煙煙霧中4周。
實驗結果令人震驚:
在CD模型中,吸煙小鼠出現(xiàn)更嚴重的腹瀉、體重下降,結腸長度縮短,腸道炎癥因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)水平顯著升高;
在UC模型中,吸煙小鼠的癥狀卻明顯緩解——體重恢復更快,結腸損傷減輕,炎癥因子水平不升反降。
這與觀察到的現(xiàn)象完全一致!進一步分析發(fā)現(xiàn),無論CD還是UC模型,吸煙均會上調結腸組織中GPR15的表達,但后續(xù)的免疫反應卻截然不同。
GPR15驅動TNBS誘導結腸炎中的Th17細胞反應并維持DSS誘導結腸炎中的Treg功能
機制揭曉:GPR15導演免疫細胞變臉戲碼
C57BL/6JGpt-Tg(人源GPR15)小鼠中吸煙對結腸炎的雙重作用:加劇TNBS誘導的結腸炎并緩解DSS誘導的結腸炎
為探究GPR15的具體作用,研究團隊構建了GPR15基因敲除(Gpr15?/?)小鼠,并重復上述實驗。
在CD模型中,Gpr15?/?小鼠即使暴露于吸煙環(huán)境,其腹瀉、體重下降等癥狀也顯著輕于野生型小鼠;結腸炎癥因子水平降低,病理損傷減輕。進一步分析顯示,吸煙通過GPR15促進初始CD4+T細胞向促炎的Th17細胞分化,這些細胞分泌大量IL-17A等促炎因子,加劇腸道炎癥。
在UC模型中,情況完全反轉:Gpr15?/?小鼠暴露于吸煙后,癥狀反而比野生型更嚴重;結腸炎癥因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)水平顯著升高。機制研究發(fā)現(xiàn),吸煙通過GPR15促進初始CD4+T細胞向調節(jié)性T細胞(Treg)分化,這些細胞分泌IL-10、TGF-β等抗炎因子,抑制過度免疫反應,從而緩解UC。
這就像同一把鑰匙(GPR15)打開了兩扇不同的門——在CD中,它釋放了炎癥惡魔Th17細胞;在UC中,它喚醒了和平使者Treg細胞。為驗證這一機制的普適性,研究團隊還構建了人源GPR15轉基因小鼠。結果顯示,過表達GPR15的轉基因小鼠在吸煙環(huán)境下,CD癥狀進一步惡化,而UC癥狀則更易被緩解,與野生型小鼠形成鮮明對比。
臨床啟示:精準干預的新靶點
這項研究不僅解開了吸煙對IBD雙向調控的分子之謎,更為臨床治療提供了新思路。過去我們常說吸煙有害健康,但對UC患者而言,這一結論并不絕對。研究團隊的發(fā)現(xiàn)提示,針對GPR15的靶向治療可能需要根據患者的疾病亞型(CD或UC)和吸煙史進行個體化設計。例如,對于吸煙的CD患者,抑制GPR15可能減輕炎癥;而對于UC患者,或許需要保留GPR15的保護作用。
從吸煙悖論到GPR15的機制揭秘,這項研究不僅推動了IBD病理機制的理解,更展現(xiàn)了多學科交叉研究的魅力——將人群流行病學、動物模型與分子機制緊密結合,最終為臨床轉化提供可能。
原文鏈接:https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(25)00390-1/fulltext
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