炎症性肠道疾病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种原因不明的,以慢性、发复发作为特征的肠道炎性疾病,主要包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)。研究表明,遗传、环境、免疫等因素导致肠黏膜屏障功能受损,使肠道菌移位至固有层,导致免疫细胞激活和肠道炎症;而反复发作的慢性炎症进而抑制肠上皮的修复,从而进一步加剧了IBD中溃疡的难治性。肠黏膜屏障的修复依赖于肠道干细胞(ISCs),位于隐窝底部的Lgr5阳性细胞群具有成体干细胞潜能,受利基(niche)信号的调控,Lgr5阳性干细胞增殖,并分化为成熟的吸收谱系和分泌谱系细胞,在肠上皮细胞的更新和黏膜屏障完整性的维持中发挥关键作用。经典Wnt信号通路是维持肠干细胞干性的决定因素。最近的研究表明,克罗恩病患者和小鼠模型中的ISC干性受损是导致其炎症反复发作的重要原因。因此,克罗恩病的治疗不仅要抑制炎症,更应当恢复ISC干性,促进肠上皮修复,以恢复黏膜的屏障功能。目前IBD的治疗药物无论是氨基水杨酸类、糖皮质激素、免疫抑制剂,还是生物制剂等。,虽能有效控制免疫炎症,但是对于黏膜损伤的修复作用非常有限,目前仍缺乏能促进黏膜修复的药物。近日,复旦大学药学院沈晓燕授课题组发现治疗IBD的新型潜在药物靶点分选连接蛋白10(SNX10),干预该靶点能够通过促进胆固醇合成恢复ISC干性,从而促进IBD模型小鼠的肠上皮修复,改善病情。相关工作以“Inhibiting sorting nexin 10 promotes mucosal healing through SREBP2-mediated stemness restoration of intestinal stem cells”为题于2023年8月30日在线发表于《科学进展》(Science Advances)杂志(PMID: 37647408 ,DOI: 10.1126/sciadv.adh5016)。
机制图:SNX10 通过将胆固醇调节元件结合蛋白2(SREBP2)锚定在内质网上,阻止其向高尔基的转运和活化,从而抑制细胞内胆固醇的合成,导致IBD中ISC增殖与分化异常。靶向SNX10的小分子抑制剂DC-SX029能够有效促进IBD模型小鼠的黏膜修复。
团队通过分析临床数据和动物研究结果确定SNX10在肠干细胞中的表达与人类CD和小鼠结肠炎的严重程度呈正相关。在肠上皮细胞或ISC中特异性敲除SNX10基因可促进DSS和TNBS诱导的小鼠结肠炎模型的肠黏膜修复,恢复ISC干性。对分选的上皮细胞进行基因集富集分析(GSEA)提示,这种干性恢复作用与胆固醇早期甲羟戊酸途径的激活有关。基于类器官的体外模型证实了SNX10缺失可以加速胆固醇的生物合成,增强了细胞对WNT配体的敏感性,进而增强了ISCs干性。荧光活细胞成像结合免疫沉淀实验发现SNX10缺失通过解离ERLIN2-SCAP结合,增强了SREBP2从内质网到高尔基体的转运及后续的剪切、活化。团队利用前期发现的SNX10的蛋白-蛋白相互作用(PPI)抑制剂DC-SX029对上述机制进行了验证,结果表明该化合物能增强ISC干性,促进黏膜屏障的恢复,具有良好的抗IBD活性。该研究成果表明靶向干预SNX10或其他参与SREBP2活化或胆固醇代谢轴的调控因子有可能成为实现IBD黏膜愈合的新途径。
复旦大学药学院博士后鲍维廉、青年副研究员游艳和博士生倪佳慧为本文的共同第一作者。复旦大学药学院沈晓燕教授、陈道峰教授,上海交通大学医学院附属新华医院杜鹏主任医师为该论文通讯作者。该研究同时得到上海药物研究所罗小民研究员的支持。该研究工作获得国家自然科学基金、上海市科委实验动物研究领域专项等资助。
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh5016