本研究由Aparna Venkatraman、Wei Yu、Heather L. Menden、Sherry M. Mabry、Joshua L. Wheatley、Shahid Umar、Susana Chavez-Bueno及Venkatesh Sampath等人合作完成，主要依托于Children’s Mercy Kansas City新生儿科、堪萨斯大学医学中心药理学/毒理学/治疗学系以及密苏里大学堪萨斯城医学院等机构。论文发表于《Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology》2026年第20卷，文题为“Single immunoglobulin interleukin1-related receptor-twist1 axis regulates barrier function in neonatal intestine”，文献编号101823。该研究围绕新生儿肠道屏障功能障碍的遗传机制展开，重点探讨了SIGIRR（single immunoglobulin interleukin1-related receptor，单免疫球蛋白白介素1相关受体）变异经由TWIST1（twist family bHLH transcription factor 1，Twist家族bHLH转录因子1）破坏上皮连接蛋白，从而促进细菌易位与新生儿肠道疾病发生的病理过程。

在学术背景方面，坏死性小肠结肠炎（necrotizing enterocolitis，NEC）是早产儿中最常见的胃肠道急症之一，约5%至10%出生体重低于1500克的新生儿会发病。其发病被认为与肠道发育不成熟、微生物失调及遗传易感性共同作用下的屏障功能损伤有关。肠道上皮屏障依靠黏附连接（adherens junctions，AJs）与紧密连接（tight junctions，TJs）蛋白维持，二者的表达缺陷与NEC及革兰阴性菌脓毒症密切相关。TLR4信号通路在NEC发病中具有核心地位，而SIGIRR是一种TLR信号的负调控因子，可通过与MyD88竞争结合来抑制TLR信号转导。既往研究中，作者团队在NEC患儿中鉴定出SIGIRR的截短突变p.Y168X及错义变异p.P115R等，并构建了模拟p.Y168X突变的转基因小鼠模型。TWIST1是一种受NF-κB和MAPK通路诱导的转录因子，已被证实在肿瘤中抑制E-cadherin并促进上皮-间充质转化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），但其在新生儿肠道屏障中的作用尚不清楚。因此，本研究旨在阐明SIGIRR变异如何通过TWIST1破坏新生儿肠道上皮屏障并增加对革兰阴性菌的易感性。

研究流程方面，作者首先在体内水平检测了SIGIRR在新生小鼠末端回肠中的表达动态，发现其在出生后第3天较低、第8天达到高峰、第14天下降。免疫荧光显示SIGIRR在出生后第8天主要位于绒毛，第14天出现于隐窝。SIGIRR突变小鼠中该蛋白表达显著降低。接着，作者对SIGIRR野生型和纯合突变小鼠的上皮细胞进行连接蛋白筛查，发现突变小鼠中CDH1、CLDN1、CLDN3、CLDN4、CGN及OCLN等黏附连接和紧密连接蛋白显著下调，尤其在出生后第8天最为明显，第14天部分恢复。为了排除SIGIRR缺失导致广泛上皮功能障碍，作者检测了隐窝上皮标志物Olfactomedin-4，结果显示其表达无变化。通过繁殖杂合子小鼠，研究发现即使携带一个突变等位基因也会导致连接蛋白缺陷，提示该截短突变具有显性负效应。在人原代肠道上皮细胞中利用siRNA沉默SIGIRR，同样观察到多种连接蛋白表达下降。功能学上，作者采用4 kDa FITC-葡聚糖（FD4）渗透实验发现，SIGIRR突变小鼠肠道通透性以基因剂量依赖方式增加。给予新生小鼠肠道接种致病性大肠杆菌RS218后，SIGIRR突变小鼠脾脏细菌负荷和菌血症发生率显著高于野生型。机制上，SIGIRR突变小鼠末端回肠上皮细胞中TWIST1表达上调并发生核转位，同时磷酸化Ser68 TWIST1（pTWIST1）和磷酸化p38 MAPK也增加。Western blot进一步证实了TLR信号通路中p-p65和p-IKKβ的激活。通过将SIGIRR突变小鼠与TLR4基因敲除小鼠杂交生成双突变体，作者发现TLR4缺失可阻止TWIST1激活并恢复连接蛋白表达及屏障功能。在干预实验中，采用TWIST1抑制剂Harmine HCl处理SIGIRR突变小鼠可恢复Claudin1和E-cadherin表达，降低FD4通透性，并减少大肠杆菌RS218攻击后的菌血症和脾脏细菌负荷。在小鼠肠道类器官（enteroids）中，使用shRNA敲低TWIST1或p38 MAPK抑制剂也能恢复E-cadherin表达。为验证临床相关性，作者使用来自无NEC早产儿的人肠道类器官，通过慢病毒转导表达SIGIRR p.Y168X或p.P115R变异，发现两种变异均可导致E-cadherin和Claudin1表达减少及TWIST1核转位，而TWIST1抑制剂可逆转上述缺陷。FD4扩散实验显示，表达SIGIRR突变的人肠道类器官中仅34%能排除FD4，而对照组为80%。此外，NEC患儿手术或尸检肠道标本中可见SIGIRR和E-cadherin表达减少，TWIST1表达和核定位增加。

主要结果显示，SIGIRR在新生小鼠回肠中的表达呈动态变化，其缺失选择性破坏黏附连接和紧密连接蛋白，但不引起广泛上皮损伤。屏障功能检测表明，SIGIRR突变小鼠FD4血清浓度显著升高，且FD4在突变小鼠肠黏膜和黏膜下层扩散更广泛。细菌攻击实验中，SIGIRR突变小鼠的脾脏感染率和细菌载量均显著增加。机制分析证实，SIGIRR缺失通过TLR4依赖途径激活p38 MAPK和NF-κB信号，进而促进TWIST1磷酸化、稳定和核转位，最终抑制连接蛋白表达。TLR4基因敲除或TWIST1抑制剂干预均可恢复屏障功能。人早产儿肠道类器官实验及NEC患者标本进一步验证了SIGIRR–TWIST1轴在人类疾病中的保守性和临床相关性。

结论部分指出，SIGIRR通过抑制TWIST1介导的连接蛋白破坏来维持新生儿肠道上皮屏障完整性。SIGIRR功能丧失会导致上皮屏障受损并促进细菌易位，这揭示了NEC和新生儿脓毒症中肠道屏障功能障碍的一种遗传机制。该研究的科学价值在于首次阐明了SIGIRR–TWIST1调控轴在新生儿肠道屏障中的作用，将宿主遗传变异与先天性免疫失调、上皮连接缺陷及细菌易位联系起来。应用价值在于，TWIST1抑制剂能够挽救SIGIRR缺陷引起的屏障障碍，提示TWIST1可能成为高危新生儿肠道疾病的治疗靶点。此外，SIGIRR p.P115R变异在人群中的等位基因频率为千分之六，而功能丧失型SIGIRR变异总体频率约为3.5%，因此研究结果对临床风险识别也具有一定意义。

本研究的亮点包括：首次证明TWIST1在新生儿肠道屏障调控中发挥病理作用；利用模拟人类NEC相关SIGIRR突变的转基因小鼠、TLR4基因敲除小鼠及人早产儿肠道类器官的多层次模型，构建了从遗传变异到屏障功能再到细菌易位的完整证据链；结合药物抑制和基因干预策略验证了机制；并通过NEC患者组织样本确认了临床相关性。研究还观察到，即使在无菌培养条件下，SIGIRR缺陷的肠道类器官仍存在TLR信号激活，表明这是一种上皮内在缺陷，而非单纯由细菌驱动。未来研究方向可包括进一步评估TWIST1抑制剂在NEC动物模型中的治疗效果，以及探索增强SIGIRR功能或抑制TWIST1的策略在早产儿中的可行性。