SIGIRR通过TLR4信号通路减轻重症急性胰腺炎中的肠道黏膜损伤

SIGIRR Alleviates Intestinal Mucosal Damage in Severe Acute Pancreatitis via the TLR4 Signaling Pathway

作者信息Yang Liu, Feng Zhou, Yanping Song, Shenglong Wei, Bowen Cheng, Dingwei Liu, Huifang Xiong, Yong Xie, Xiaojiang Zhou
PMID40803500
发布时间2025
DOI10.1016/j.jcmgh.2025.101608

实验完整度

包含体外细胞屏障模型、体内小鼠模型、细胞和动物水平的功能验证与机制验证,并整合GEO数据分析和16S rRNA测序等多层证据。

主要模型

Caco2细胞 HIEC细胞 C57BL/6小鼠SAP模型 SIGIRR过表达和敲低小鼠

重点核对

Caco2和HIEC单层细胞模型的TEER值评估 SAP小鼠模型诱导条件:雨蛙素100 μg/kg腹腔注射10次,LPS 5 mg/kg静脉注射 SIGIRR过表达和敲低的验证效率 AAV10靶向小肠的验证 实验重复次数和样本量:每组6只小鼠,实验重复3次

摘要

背景与目的:肠道屏障功能障碍在重症急性胰腺炎(SAP)的发展中起重要作用。本研究旨在探讨单免疫球蛋白IL-1受体相关分子(SIGIRR)和Toll样受体4(TLR4)信号通路在SAP肠道屏障功能障碍中的作用。方法:使用Caco2和HIEC细胞建立肠道上皮单层屏障模型。评估脂多糖或SAP患者腹水对肠道上皮屏障功能的影响。构建SIGIRR过表达和敲低的肠道上皮细胞和小鼠模型,以探讨SIGIRR对肠道炎症和TLR4信号通路的作用。结果:在SAP期间,SIGIRR在肠道上皮细胞和肠道组织中的表达均降低。在肠道上皮细胞中过表达SIGIRR可减少炎症并增强肠道屏障功能,如电阻和荧光素通透性等测量所示。在体内,SIGIRR过表达减轻了SAP中的肠道黏膜损伤并抑制了TLR4信号通路,而SIGIRR敲低则加剧了这些效应。此外,SIGIRR过表达影响肠道菌群组成,促进有益菌群生长并抑制有害病原体。结论:SIGIRR通过维持肠道屏障完整性和负调控TLR4信号通路在SAP中发挥保护作用。靶向SIGIRR为改善SAP提供了一种新方法。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
SIGIRR和TLR4信号通路在SAP肠道屏障功能障碍中的作用及其机制。
核心机制
SIGIRR通过负调控TLR4信号通路(包括下游MyD88、TRAF6和NF-κB的激活)来保护肠道屏障完整性,并减轻胰腺炎症。
主要证据
在Caco2和HIEC细胞中过表达SIGIRR降低炎症因子表达并增强屏障功能;在小鼠模型中过表达SIGIRR减少肠道黏膜损伤并抑制TLR4信号通路,敲低则加重损伤。
研究意义
SIGIRR作为SAP治疗的潜在靶点,为改善SAP提供了新策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

SAP小鼠模型的建立和肠道损伤评估

建立SAP小鼠模型并观察肠道黏膜损伤,为后续机制研究提供基础。

通过腹腔注射雨蛙素和LPS诱导SAP小鼠模型,检测胰腺和肠道组织病理变化,测量血清淀粉酶和脂肪酶水平,并评估肠道屏障相关分子和炎症因子的表达。

2

体外肠道上皮屏障模型的建立和损伤诱导

建立体外肠道上皮单层屏障模型,并用LPS和SAP患者腹水模拟炎症环境,评估屏障功能变化。

Caco2和HIEC细胞培养在Transwell小室中形成单层,用LPS和不同来源的腹水刺激,测定TEER和荧光素渗透性,检测屏障相关蛋白表达。

3

SIGIRR表达调控和细胞/动物模型构建

验证SIGIRR在SAP中的表达变化,并构建过表达和敲低的细胞及小鼠模型,以研究SIGIRR的功能。

通过慢病毒转染构建SIGIRR过表达的Caco2和HIEC细胞;通过AAV10载体构建肠道特异性SIGIRR过表达和敲低的小鼠模型。

4

SIGIRR对肠道炎症和屏障功能的影响

评估SIGIRR过表达和敲低对SAP中肠道炎症和屏障功能的影响。

检测炎症因子表达、肠道组织病理、屏障相关蛋白(ZO-1, Occludin, Claudin-1)表达和细菌移位。

5

SIGIRR对TLR4信号通路的调控作用

探讨SIGIRR是否通过抑制TLR4信号通路发挥保护作用。

检测TLR4信号通路关键分子(TLR4, MyD88, TRAF6, NF-κB)的表达和激活情况。

6

SIGIRR对肠道菌群的影响

分析SIGIRR过表达和敲低对SAP小鼠肠道菌群组成和功能的影响。

利用16S rRNA测序分析小鼠粪便中肠道菌群的多样性和组成,并进行功能预测。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
MEM培养基Gibco--
DMEM培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
非必需氨基酸Solarbio--
脂多糖SigmaL2880
雨蛙素TOCRIS6264/1
脂多糖AbsinABS42020800
Caco-2细胞PricellaCL-0050
HIEC细胞BNCCBNCC354805
Transwell小室Costar--
Millicell ERS电阻仪Millipore--
荧光黄Beyotime--
嘌呤霉素----
慢病毒颗粒Genechem--
腺相关病毒血清型Vigene Bioscience--
动态浊度法鲎试剂内毒素检测试剂盒BIOENDOKT0517
12重细胞因子检测试剂盒RAISECARE--
淀粉酶检测试剂盒SolarbioBC5055
脂肪酶检测试剂盒Jiancheng BiotechA054-2-1
RNA提取试剂盒Yeason19221ES
反转录试剂盒VazymeR333-01
Hieff qPCR SYBR Green Master MixYeason11203ES03
RIPA裂解液SolarbioR020
BCA蛋白定量试剂盒Thermo Fisher23225
增强化学发光试剂盒Thermo Fisher--
SIGIRR抗体Abcamab25875
TLR4抗体Santa Cruz Biotechnologysc293072
MyD88抗体Abcamab135693
TRAF6抗体Abcamab13853
p-NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology3033S
ZO-1抗体Proteintech21773-1-AP
Claudin-1抗体Proteintech28674-1-AP
Occludin抗体Proteintech27260-1-AP
GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
β-Actin抗体TransgenHC201-01
DAPIBeyotimeC1002
Cy3标记EUB338探针Future BiotechFB0016
HiPure粪便DNA提取试剂盒BMagen--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
SAP小鼠模型建立
小鼠品系、性别和年龄;雨蛙素剂量和注射次数;LPS剂量和给药途径;每组小鼠数量
阅读提示:Methods: Animal Experiments
体外肠道屏障模型
细胞类型;接种密度;培养时间;TEER值标准;LPS浓度;腹水量
阅读提示:Methods: Cell Culture and Treatment; Measurement of Transepithelial Electrical Resistance
SIGIRR调控实验
慢病毒转染效率;AAV血清型;AAV注射剂量和频率;SIGIRR过表达和敲低验证
阅读提示:Methods: Construction and Transfection of a Lentivirus Vector; Construction and Transfection of AAV
肠道菌群分析
粪便样本采集和处理;DNA提取方法;16S rRNA扩增区域和测序平台;生物信息学分析参数
阅读提示:Methods: Sequencing to Determine Gut Microbiota Diversity
炎症因子和屏障分子检测
炎症因子检测试剂盒;屏障分子抗体和稀释比例;Western blot和RT-qPCR实验条件
阅读提示:Methods: Western Blot Analysis; Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction