衰老影響腸屏障完整性的機(jī)制
作者: 發(fā)布時(shí)間:2024-09-04 瀏覽次數(shù):110
華中科技大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院史岸冰教授課題組在Nature Aging上發(fā)表了題為“與年齡相關(guān)的RAB-10功效下降會(huì)損害腸屏障的完整性”(Age-associated decline in RAB-10 efficacy impairs intestinal barrier integrity)的研究論文,闡釋了細(xì)胞內(nèi)膜運(yùn)輸效能在衰老相關(guān)的生理學(xué)變化中如何影響腸道屏障完整性。
腸道在生物體與外部威脅(如微生物和毒素)相互作用中扮演著關(guān)鍵的屏障角色。然而,隨著年齡的增長(zhǎng),動(dòng)物和人類的腸道功能逐漸減弱,腸道屏障功能障礙可導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生,包括炎癥性腸病、慢性心力衰竭和哮喘。研究顯示,延長(zhǎng)壽命的干預(yù)措施,如降低環(huán)境溫度或***飲食,可以延緩動(dòng)物腸道屏障功能的下降。近期,通過(guò)對(duì)模式生物秀麗線蟲(chóng)的研究,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),隨著年齡的增長(zhǎng),線蟲(chóng)中的熱休克轉(zhuǎn)錄因子HSF-1喪失,導(dǎo)致ACT-5肌動(dòng)蛋白磷酸化水平上升,加速了腸道頂膜端微絲骨架網(wǎng)絡(luò)的衰退,損害了腸道屏障功能。
腸上皮屏障功能障礙的一個(gè)關(guān)鍵特征是其無(wú)法維持選擇性通透性,這在衰老過(guò)程中較為普遍。比如,老齡大鼠腸絨毛微血管的通透性明顯增加;老年人群小腸屏障的滲透性增加,導(dǎo)致與年齡相關(guān)的免疫紊亂。通過(guò)在模式系統(tǒng)中開(kāi)展的研究,學(xué)界認(rèn)識(shí)到腸上皮屏障的通透性與細(xì)胞間連接的結(jié)構(gòu)和功能完整性密切相關(guān)。
脊椎動(dòng)物腸細(xì)胞間連接包括緊密連接和粘附連接,參與維持腸道屏障的完整性和細(xì)胞間通訊。秀麗線蟲(chóng)和脊椎動(dòng)物的腸上皮細(xì)胞間連接在組成和功能上相似。線蟲(chóng)腸上皮具有單一的頂膜端連接,其功能兼顧緊密連接和粘附連接,是闡明細(xì)胞連接組裝和功能的理想研究模型。線蟲(chóng)頂膜端連接包含三個(gè)主要的組成域(圖1):頂膜端區(qū)、粘附連接域和DLG-AJM域。其中,粘附連接域的cadherin-catenin復(fù)合物由HMR-1/cadherin、HMP-2/β-catenin、HMP-1/α-catenin和JAC-1/p120組成,DLG-AJM域位于粘附連接域的基膜側(cè),可能參與調(diào)節(jié)屏障通透性。2018年,史岸冰課題組針對(duì)HMP-1/α-catenin分布調(diào)控的研究發(fā)現(xiàn),為了將HMP-1精確定位到頂膜端連接區(qū),必須精確地調(diào)節(jié)內(nèi)吞循環(huán)調(diào)控因子RAB-10/Rab10的活性。當(dāng)干擾RAB-10的活化時(shí),會(huì)導(dǎo)致HMP-1在側(cè)膜上異常分布,引發(fā)側(cè)膜紊亂和過(guò)度延伸。
SDPN-1是哺乳動(dòng)物PACSINs和果蠅Syndapin的線蟲(chóng)同源物,已知促進(jìn)內(nèi)吞體上肌動(dòng)蛋白聚合。在成年小鼠中,PACSIN2位于腸細(xì)胞的頂膜,調(diào)節(jié)內(nèi)吞作用和微絨毛形態(tài)。
研究表明,SDPN-1和RAB-10之間存在潛在功能關(guān)系。SDPN-1缺失會(huì)導(dǎo)致RAB-10在細(xì)胞質(zhì)中累積,而RAB-10的缺失會(huì)導(dǎo)致SDPN-1在細(xì)胞質(zhì)中擴(kuò)散,提示SDPN-1是RAB-10功能的潛在負(fù)調(diào)控因子,而RAB-10是SDPN-1的潛在膜招募因子。然而,本研究發(fā)現(xiàn)SDPN-1的膜定位實(shí)際上并不是由RAB-10決定,RAB-10缺失細(xì)胞中的SDPN-1彌散結(jié)構(gòu)是內(nèi)吞體形成之前的簇狀前體膜結(jié)構(gòu),SDPN-1仍附著于這些膜結(jié)構(gòu),并非是蛋白的細(xì)胞質(zhì)彌散。RAB-10缺失后SDPN-1的膜質(zhì)比并沒(méi)有發(fā)生變化,無(wú)論有無(wú)RAB-10存在SDPN-1始終與膜標(biāo)記物PI(4,5)P2有很好的共定位。上述證據(jù)表明,SDPN-1的內(nèi)吞體膜定位主要由磷酸肌醇PI(4,5)P2決定,RAB-10與SDPN-1膜募集無(wú)關(guān)。
ctDNA的提取在腫瘤篩查中,是重要的前置步驟。目前常用的提取方法是利用生物磁珠,主要是硅羥基磁珠或羧基磁珠對(duì)血清血漿的ctDNA進(jìn)行提取,由于磁珠的粒徑小,比表面積大,在特定提取緩沖液中,對(duì)核酸的吸附會(huì)更加靈敏,相比于其他方法,使用生物磁珠對(duì)進(jìn)行ctDNA提取得率會(huì)更高,檢測(cè)靈敏度和檢出限也會(huì)更合適,搭配核酸提取儀,更能實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化的提取。