先天性巨结肠中NAD+代谢崩溃与上皮发育停滞

先天性巨结肠（HSCR）的特征是远端肠神经节细胞缺失。持续的术后运动障碍和肠结肠炎提示神经节段肠道内可能存在内在的上皮脆弱性。我们旨在明确HSCR中上皮的状态及其代谢。方法：对HSCR患者和非HSCR对照（HSCR相关疾病）的远端结肠组织进行单细胞RNA测序。特别关注上皮亚群中的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）代谢和氧化磷酸化。免疫荧光和免疫组化检测γH2A.X、PARP1、TOM20、KRT20和聚（ADP-核糖）（PAR）验证了细胞应激、代谢重塑和上皮成熟受损的转录特征。结果：与对照相比，HSCR上皮表现出显著的转录重塑，干细胞和瞬时扩增细胞积累，分化上皮谱系耗竭，表明上皮成熟受损。这些变化在远端神经节段结肠最为明显，上皮KRT20信号减少，氧化磷酸化、ATP合成以及脂质和类固醇代谢途径广泛受到抑制。关键的NAD+生物合成酶下调，而消耗NAD+的去乙酰化酶和PAR聚合酶（PARP）上调，特别是在HSCR神经节段结肠隐窝群体中。同样，HSCR组织表现出隐窝γH2A.X和核PARP1增加，以及TOM20和多/单ADP-核糖染色升高，与代谢和基因组应激一致。结论：HSCR上皮表现出代谢脆弱性，其特征是NAD+生物合成不足、NAD+消耗增加、线粒体重塑、DNA损伤和上皮成熟受损。这些上皮改变补充了以肠神经系统（ENS）为中心的疾病模型，并提示NAD+相关途径可能代表与术后黏膜弹性和先天性巨结肠相关肠结肠炎（HAEC）易感性相关的可调控程序。