CD73通过调控肌苷水平在DSS诱导的结肠炎中发挥保护作用

《Journal of Inflammation Research》：CD73 Blockade Aggravate Dextran-Sodium-Sulfate-Induced Colitis via Down Regulating Inosine

本研究聚焦于嘌呤信号通路关键酶CD73在炎症性肠病中的作用，通过体内（DSS诱导的结肠炎小鼠）和体外（MODE-K肠上皮细胞）模型，揭示了CD73被其抑制剂APCP阻断后会加剧结肠炎，其机制与降低血清和细胞中的肌苷(inosine)水平、加剧氧化应激（MDA↑, SOD/GSH↓）及破坏肠上皮紧密连接蛋白（claudin-1, occludin, ZO-1）表达相关。反之，补充肌苷可显著缓解结肠炎症状。研究表明CD73具有保护作用，而肌苷是潜在的治疗策略。

　　

炎症性肠病是一种慢性肠道炎症性疾病，其发病机制复杂，涉及免疫失调、肠道屏障破坏和氧化应激等多个方面。本研究旨在探讨嘌呤信号通路中的关键酶CD73在IBD发病过程中的功能与机制。

CD73阻断加剧DSS诱导的结肠炎疾病进展

研究首先构建了葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎小鼠模型，并使用CD73的特异性抑制剂APCP进行干预。结果表明，在DSS模型基础上，APCP处理进一步加剧了小鼠的疾病严重程度，具体表现为更显著的体重下降、更高的疾病活动指数评分、更严重的结肠缩短以及更剧烈的肠道病理损伤，如黏膜上皮坏死脱落、杯状细胞减少和组织结构破坏。免疫组化分析显示，APCP处理还增加了结肠组织中巨噬细胞（F4/80阳性）的浸润。同时，促炎细胞因子白细胞介素-6在血清及结肠组织中的表达水平也因CD73阻断而显著升高。这些发现共同表明，CD73的活性被抑制会恶化结肠炎的炎症状态和组织损伤。

CD73抑制损害肠道抗氧化能力并破坏紧密连接

进一步探究机制发现，CD73的阻断对肠道的氧化还原平衡和物理屏障造成了严重影响。在氧化应激方面，APCP处理导致结肠组织中的脂质过氧化产物丙二醛水平进一步升高，而关键的抗氧化酶超氧化物歧化酶和谷胱胱肽过氧化物酶的活性则显著降低。在肠道屏障完整性方面，研究检测了三种重要的紧密连接蛋白：claudin-1、occludin和ZO-1。结果显示，DSS处理本身已降低了这些蛋白的表达，而APCP的干预使它们的表达水平进一步下降，这从分子层面解释了CD73抑制导致肠上皮屏障功能受损的原因。

肌苷是CD73发挥保护作用的关键介质

CD73是催化产生腺苷的关键酶，而腺苷可进一步代谢为肌苷。液相色谱-质谱分析证实，DSS模型小鼠血清中的腺苷和肌苷水平均降低，而APCP处理使其降得更低。这提示CD73的保护作用可能通过其代谢产物来实现。为此，研究直接在DSS模型小鼠中补充肌苷。结果与APCP的作用截然相反：肌苷治疗显著改善了结肠炎的表型，减轻了体重下降和结肠缩短，降低了疾病活动指数和IL-6水平，并减少了肠道炎症细胞浸润。同样，在氧化应激和紧密连接方面，肌苷处理有效逆转了DSS引起的不良变化，降低了MDA水平，提升了SOD和GSH活性，并上调了claudin-1、occludin和ZO-1的表达。

在肠上皮细胞中验证APCP与肌苷的相反效应

为了在细胞水平上验证上述发现，研究使用了小鼠肠上皮细胞系MODE-K。在脂多糖诱导的炎症环境下，APCP处理降低了细胞内的肌苷水平，并加剧了IL-6的表达。在氧化应激指标上，APCP增加了MDA含量，降低了SOD和GSH活性；而肌苷处理则表现出相反的、有益的作用。对于紧密连接蛋白的表达，APCP起抑制作用，而肌苷起促进作用。这些细胞实验结果与动物实验高度一致，进一步证实了CD73-肌苷轴在调节肠上皮细胞炎症、氧化应激和屏障功能中的核心作用。

讨论与结论

本研究系统阐明了CD73在DSS诱导的结肠炎中扮演着保护性角色。其保护机制至少部分是通过维持肌苷水平来实现的。肌苷能够有效缓解结肠炎，其作用与减轻氧化应激损伤、增强抗氧化防御以及修复肠上皮紧密连接屏障密切相关。尽管关于CD73本身在结肠炎中的作用存在不同研究结果的争议，但本研究和多项其他工作均支持肌苷对结肠炎的改善作用。鉴于当前IBD治疗药物的局限性，肌苷作为一种具有抗炎和肝保护作用的物质，显示出作为IBD潜在治疗策略的前景。当然，其疗效仍需进一步的临床试验验证。此外，本研究未探讨CD73阻断及肌苷对肠道菌群的影响，这将是未来值得深入的方向。

总而言之，本研究表明CD73通过调控肌苷水平在DSS诱导的结肠炎进展中发挥重要作用，而补充肌苷可能成为一种有潜力的IBD治疗新途径。