克鲁兹锥虫感染后炎症区域α-肌动蛋白的增加表明巨结肠的发病

《Experimental Parasitology》：INCREASED OF Α-ACTIN IN INFLAMMATORY AREAS FOLLOWING Trypanosoma cruzi INFECTION SUGGESTS THE ONSET OF MEGACOLON

克鲁兹氏锥虫感染诱导结肠壁重塑及神经胶质细胞活化机制研究。该实验通过分析感染QM2株的Swiss小鼠急性期（60天）和慢性期（180天）结肠肌层组织学及免疫组化变化，发现急性期存在显著炎症浸润、原虫包囊及GFAP和α-SMA表达上调，S100表达下调；慢性期炎症持续但无纤维化，α-SMA表达与炎症强度正相关。该研究揭示了克鲁兹氏锥虫感染诱导的结肠壁结构重塑和神经胶质细胞活化机制，证实小鼠模型在解析美洲锥虫病消化并发症病理机制中的有效性。

　　

A.B.R. 戈佐尼 | L.X. 费利克斯 | J.M. 塞尔瓦 | C. 帕利亚里 | P. 马拉比尼·菲尔霍 | M.A. 斯帕德拉 | L.P.A. 马丁斯

巴西马里利亚医学院寄生虫学系 – FAMEMA

摘要

克鲁兹锥虫感染引发的炎症过程在查加斯病引起的巨结肠发病机制中起着核心作用，主要通过损害肠神经系统（ENS）和重塑肠壁来实现。本研究旨在评估查加斯病进展过程中结肠肌肉层和肠胶质成分的组织学、形态测量学及免疫组化变化。44只雄性瑞士小鼠被克鲁兹锥虫 QM2株感染，并在感染后60天（急性期）和180天（慢性期）进行观察。通过组织病理学、形态测量学和免疫组化分析，评估了炎症浸润、组织结构、胶原蛋白沉积、肥大细胞密度以及S100、GFAP和α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）蛋白的表达情况。急性期的特点是炎症反应强烈，存在无鞭毛体巢，GFAP和α-SMA表达增加，而S100表达减少。慢性期炎症浸润持续存在，伴随肠壁显著重构，但未出现纤维化或肥大细胞密度变化。值得注意的是，α-SMA表达的增加与炎症浸润的存在密切相关。这些发现为早期和渐进性的肠壁重构过程提供了有力证据，突显了查加斯病消化系统病变中涉及的细胞和分子机制，并强调了使用小鼠模型研究查加斯病巨结肠病理生理学的重要性。

引言

查加斯病被归类为被忽视的热带疾病，全球约有600万至700万人受其影响，尤其在美洲地区最为普遍（Health, 2010; Vinhaes and Dias, 2000）。最新数据显示，该疾病的患病率从2000年到2017年增加了16%，由于大规模的人口迁移成为全球公共卫生问题（Hotez et al., 2020; Yoshioka et al., 2020）。临床上，查加斯病分为急性期和慢性期。急性期的特点是血液中存在寄生虫，伴有发热、虚弱和不适症状，但有些病例可能无症状。急性期过后，疾病直接进入慢性期，这种慢性期可能长期无症状，称为隐匿型。然而，当出现心脏和/或消化系统症状时，即为有症状的慢性型（Dias, 1989; Prata, 2001; Rassi et al., 2010）。急性期时，寄生虫在结肠内的大量复制会引发肠神经节周围的炎症反应，导致结肠肌肉层宽度和厚度的变化。这些变化引起肠壁的形态学改变，同时肠神经系统（ENS）及其在肌肉层中的神经支配逐渐丧失（Adad et al., 2001; Vazquez et al., 2015）。尽管如此，查加斯病消化系统症状的病理生理机制仍不完全清楚（Santos and Hudson, 1980, 1981）。

在查加斯病的消化系统类型中，肠神经系统（ENS）出现运动功能障碍，导致肠壁扩张和缺血事件（Tafuri et al., 1971）。这些改变会损害黏膜，并引发炎症反应，进而影响黏膜下层，波及黏膜下神经丛，最终影响已经受损的肌间神经丛（Nogueira-Paiva et al., 2013）。慢性期时，炎症反应进一步发展为组织破坏和纤维化，导致肌肉层间成分的变化（Nogueira-Paiva et al., 2013），例如对结肠蠕动至关重要的Cajal间质细胞（Farrugia, 2008）。此外，维持肠道完整性的细胞可能会减少（Adad et al., 2001; Silveira et al., 2007），包括表达S100（Ferri et al., 1982; Iantorno et al., 2007; Silveira et al., 2007）和某些情况下的胶质纤维酸性蛋白（GFAP）（JessenandMirsky, 1983）的肠胶质细胞。Gulbransen和Sharkey（2012）的研究表明，GFAP和S100等蛋白表达减少所体现的胶质细胞丢失与通过肠神经系统调节胃肠道功能的肠神经元退化密切相关。

除了肠神经系统的改变外，还需要强调平滑肌细胞在维持胃肠道运动性和结构完整性方面的关键作用。α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）是一种在平滑肌细胞中高度表达的重要结构蛋白，直接参与肠壁的收缩特性和机械稳定性。Lund（1998）的研究表明，α-SMA的表达不仅与收缩性相关，还与组织重塑、增殖以及在不同生理和病理条件（如慢性炎症、纤维化和适应性生长）下的肠道适应有关（Lund, 1998）。平滑肌细胞的这种动态行为受自分泌和旁分泌信号通路的调节，这些通路促进增生和表型改变，直接影响肠壁的结构和功能（Hinz et al., 2001）。因此，研究查加斯病进展过程中α-SMA的表达有助于深入了解肠壁重构和巨结肠形成的机制。

鉴于此情况，并考虑到胃肠道壁的肌肉层与黏膜下和肌间神经丛紧密相连，本研究旨在探讨实验性感染克鲁兹锥虫 QM2株的小鼠中查加斯病进展过程中结肠肌肉层的组织学和免疫组化变化。

动物

动物

从巴西圣保罗州马里利亚医学院（Famema）的中心动物实验室获得了44只30天大的雄性瑞士品系小鼠，体重为25±2克。小鼠被饲养在集体笼子中（30厘米×20厘米×13厘米），每笼5只，处于12小时光照/12小时黑暗的周期下，温度控制在23°C±1°C，可自由饮水和食用颗粒状啮齿动物饲料（Nuvilab?，Quimtia，科伦坡，巴西）。实验在...

克鲁兹锥虫 QM2株感染在急性期和慢性期均会引起炎症

急性期时，感染组（INFECT-A）的炎症浸润和无鞭毛体巢的数量显著高于对照组（CTRL-A）。急性期两组之间的坏死发生率没有显著差异。慢性期时，INFECT-C组的炎症浸润仍然显著升高，而无鞭毛体巢的数量显著减少。

讨论

本研究结果表明，克鲁兹锥虫（QM2株）的实验性感染会导致小鼠结肠壁在急性期和慢性期的组织学、炎症和免疫组化变化。急性期的特点是炎症浸润强烈，存在无鞭毛体巢，某些病例还有坏死灶。慢性期时，虽然寄生虫数量减少，但炎症浸润仍然存在。

结论

关于形态特征、肠胶质蛋白的免疫定位以及平滑肌蛋白α-肌动蛋白的变化的结果表明，结肠组织发生了显著改变，这为查加斯病急性期巨结肠发展的早期事件提供了证据。查加斯病巨结肠的症状表现与免疫反应的强度密切相关，随着寄生虫载量的下降，免疫反应趋于减弱，从而导致...

作者贡献声明

卡拉·帕利亚里：方法学、研究。 杰西卡·塞尔瓦：方法学、研究。 莱蒂西亚·费利克斯：研究、数据分析、可视化、方法学、研究、数据分析。 安娜·戈佐尼：写作、审稿与编辑、可视化、方法学、研究、数据分析。 卢西亚玛雷·马丁斯：写作、审稿与编辑、监督、资金获取、概念构思。 佩德罗·马拉比尼·菲尔霍：方法学、研究。

未引用参考文献

Andrade, 2021; Blennerhassett et al., 1992; Buniatian et al., 2002; Campos, 2016; Campos et al., 2016; Cruvinel et al., 2010; Cuna and Cuna, 1995; Jabari et al., 2014a; Jabari et al., 2013; Jabari et al., 2014b; Jessen and Mirsky, 1983; Koberle, 1957; Lourenssen et al., 2005; McKay and Perdue, 1993; Nogueira et al., 2017; Owens and Grisham, 1993; Ricci et al., 2020; Roberts et al., 2001; Silveira et al., 2009.

利益冲突声明

《克鲁兹锥虫感染后炎症区域α-肌动蛋白增加表明巨结肠的发生》的作者声明没有利益冲突。

致谢

本研究得到了巴西高等人才培养协调委员会（CAPES）、国家科学技术发展委员会（CNPq）的资助（项目编号：102983/2018-6）的支持。