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炎症与NF-κB信号通路在先天性巨结肠中的作用

期刊:biomoleculesDOI:10.3390/biom14080992

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


一、研究团队与发表信息
本研究由来自德国海德堡大学曼海姆医学院儿科外科(Department of Pediatric Surgery, Medical Faculty of Mannheim, University of Heidelberg)的Enas Zoheer ElkrewiAhmad A. Al AbdulqaderMaría Ángeles Tapia-Laliena(通讯作者)等团队合作完成,发表于期刊Biomolecules(2024年8月,卷14,第992页)。研究聚焦于炎症与NF-κB信号通路在先天性巨结肠(Hirschsprung’s disease, HSCR)中的作用。


二、学术背景
HSCR是一种发病率约1/5000的先天性肠道神经发育障碍,病因是胚胎期神经嵴源性前体细胞迁移、存活或分化失败,导致远端结肠缺乏肠神经系统(Enteric Nervous System, ENS)。尽管已知RET、EDNRB等基因突变与HSCR相关,但约50%病例无法用遗传变异完全解释,提示环境因素(如炎症)可能参与发病。NF-κB通路是调控炎症、神经发生和细胞迁移的关键通路,但其在HSCR中的作用尚未明确。本研究旨在通过分析HSCR患者组织中NF-κB通路相关基因和蛋白的表达模式,揭示其在HSCR病理机制中的潜在作用。


三、研究流程与方法
1. 样本收集与分组
- 研究对象:27例HSCR患者的结肠组织(分为近端神经节段和远端无神经节段)及8例非HSCR对照组织。
- 处理流程:组织分段(A-D,近端至远端)后,一部分冻存用于RT-qPCR,另一部分用4%多聚甲醛固定后石蜡包埋用于免疫组化。

  1. 基因表达分析(RT-qPCR)

    • 目标基因:NF-κB亚基(RELA、NF-κB1)、炎症因子(TNF-α、TRAF6)、神经标志物(TUBB3、PGP9.5)等。
    • 方法:提取RNA后反转录为cDNA,使用SYBR Green法进行定量PCR,数据通过2−ΔΔCt法分析,以GAPDH为内参。
  2. 蛋白表达检测(免疫荧光与免疫组化)

    • 目标蛋白:RELA/p65、NF-κB1/p50、TUBB3(神经元标记)、CD45(淋巴细胞标记)。
    • 方法:石蜡切片经抗原修复后,用特异性抗体标记,共聚焦显微镜成像,ImageJ量化荧光强度。
  3. 统计学分析

    • 采用Mann-Whitney U检验比较近端与远端组织的差异,显著性阈值设为p≤0.05。

四、主要研究结果
1. 基因表达差异
- RELA、NFKBIA(NF-κB抑制剂)、TNF-α、TGFBR2和ERBB3在远端无神经节段的表达显著低于近端(p<0.05),提示远端炎症反应减弱。
- RET基因在HSCR患者中未普遍缺失,与部分既往研究矛盾,可能反映患者群体异质性。

  1. 蛋白表达验证

    • 免疫荧光显示RELA/p65蛋白在近端神经节段高表达,且与淋巴细胞浸润(CD45+)共定位,表明近端存在促炎微环境。
    • NF-κB1/p50表达无显著差异,提示RELA/p65是HSCR中NF-κB通路的主要功能亚基。
  2. 组织学观察

    • 远端肠段虽保留部分TUBB3阳性神经元,但神经节结构异常,支持ENS发育不全的病理特征。

五、结论与意义
本研究首次系统揭示了NF-κB通路在HSCR中的双重作用:近端肠段通过RELA/p65介导的炎症反应可能加剧神经元损伤,而远端RELA表达缺失可能导致神经嵴细胞迁移或存活障碍。这一发现为HSCR的发病机制提供了新视角,并提示靶向NF-κB通路(如使用天然化合物姜黄素或黄芩素)可能成为潜在治疗策略。此外,研究为开发基于炎症标志物的早期诊断工具提供了理论基础。


六、研究亮点
1. 创新性发现:首次将NF-κB通路失调与HSCR的神经发育缺陷直接关联,提出“炎症-神经迁移”交互作用模型。
2. 方法学严谨性:结合多组学分析(基因+蛋白+组织学),并通过非HSCR样本校准实验误差。
3. 转化价值:为现有NF-κB抑制剂(如IKK抑制剂)的适应症拓展提供理论依据。


七、其他价值
研究还探讨了NF-κB在帕金森病(PD)等神经退行性疾病中的共性机制,暗示HSCR可能作为研究肠-脑轴(gut-brain axis)的模型疾病。此外,作者建议未来通过类器官或动物模型验证NF-κB调控ENS发育的具体机制。

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