根尖周炎可能通过中性粒细胞胞外陷阱介导的全身炎症和肠道屏障破坏加重小鼠溃疡性结肠炎

Apical Periodontitis May Exacerbate Ulcerative Colitis via Neutrophil Extracellular Trap-Mediated Systemic Inflammation and Intestinal Barrier Disruption in Mice

作者信息Yu Zeng, Yulin Zhang, Yutong Xiong, Peining Zheng, Huachen Wang, Shiyu Zhang, Shihan Lin, Yufang Luo, Huaxiang Lei, Shuai Chen, Zhiyu Cai, Guowu Gan, Xiaojing Huang
PMID42165292
发布时间2026-09
DOI10.1111/iej.70182

实验完整度

包含动物模型(AP诱导和慢性UC诱导)、组织学评分、免疫荧光、ELISA及16S rRNA菌群分析等多个独立层级,并进行了功能验证和机制探讨。

主要模型

ICR小鼠AP+UC共病模型 脂多糖诱导的根尖周炎小鼠模型 葡聚糖硫酸钠诱导的慢性溃疡性结肠炎小鼠模型

重点核对

AP诱导:双侧上颌第一、第二磨牙髓腔内置入含0.2 μL LPS(1 μg/μL)的无菌棉球,氧化锌暂封 UC诱导:1% DSS饮水5天,随后2天蒸馏水,循环4次 分组:32只8周龄雄性ICR小鼠随机分为Ctrl、AP、UC、AP+UC,每组8只 检测指标:DAI、结肠长度、HAI、血清CRP/IL-6/IL-10/IL-1β/IgG/NETs水平、肠道紧密连接蛋白及NETs免疫荧光、肠道菌群16S rRNA测序

摘要

目的:本研究探讨了根尖周炎(AP)对溃疡性结肠炎(UC)进展的影响,并阐明了肠道屏障功能障碍和中性粒细胞胞外陷阱(NETs)在小鼠模型中的作用,为口腔-全身性疾病提供新的证据和视角。方法:32只雄性ICR小鼠随机分为四组(每组8只):Ctrl、AP、UC和AP+UC。通过双侧上颌第一和第二磨牙应用脂多糖诱导AP。通过给予葡聚糖硫酸钠建立UC。评估疾病活动指数(DAI)、结肠长度和组织病理学。通过ELISA检测血清中C反应蛋白(CRP)、白细胞介素(IL)-6、IL-10、IL-1β、免疫球蛋白G(IgG)和NETs的水平。通过免疫荧光分析肠道紧密连接蛋白(ZO-1和Claudin)和NETs。通过16S rRNA测序评估肠道菌群组成。结果:AP+UC小鼠表现出显著更高的DAI评分(与UC相比p<0.01)、缩短的结肠长度(与UC相比p<0.05)和加剧的组织病理学损伤(与UC相比p<0.01)。AP+UC小鼠血清CRP、IL-1β和IL-6水平升高(与UC相比p<0.05)。AP+UC小鼠血清和结肠组织中NETs水平显著增加(与UC相比p<0.05)。AP和AP+UC组杯状细胞面积减少(AP与Ctrl相比p<0.01,AP+UC与UC相比p<0.01),紧密连接蛋白表达减弱。肠道菌群分析显示AP+UC小鼠α多样性增加,属水平组成改变,特定细菌与NETs水平/杯状细胞面积之间存在显著相关性。结论:AP可能通过肠道屏障损伤和全身性NETs升高,并伴随肠道菌群失调,加重UC严重程度。

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
根尖周炎(AP)是否以及如何影响溃疡性结肠炎(UC)的进展?
核心机制
AP可能通过升高全身性NETs水平和破坏肠道屏障(紧密连接蛋白减少、杯状细胞耗竭)来加重UC,并伴随肠道菌群失调。
主要证据
AP+UC小鼠相比UC小鼠表现出更高的DAI、结肠缩短、组织病理损伤加重;血清NETs、CRP、IL-6、IL-1β升高;结肠ZO-1/Claudin荧光减弱,MPO/CitH3共定位增强;肠道菌群α多样性增加,特定菌属与NETs/杯状细胞相关。
研究意义
研究为AP对UC的全身性影响提供新证据,提示NETs和肠道屏障可能是口腔-肠道炎症轴的关键环节,为相关并发症的治疗探索提供基础。

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

建立AP和UC共病小鼠模型

模拟根尖周炎与溃疡性结肠炎共病的病理状态,比较各组差异。

使用8周龄雄性ICR小鼠,通过双侧上颌第一、二磨牙髓腔置入LPS诱导AP,2周后给予1% DSS饮水(5天/周,循环4次)诱导慢性UC,对照组给予蒸馏水。

2

评估UC疾病活动度和结肠组织病理

比较AP对UC临床严重程度和组织损伤的影响。

监测体重、粪便性状和隐血,计算DAI;测量结肠长度;结肠组织H&E染色评估HAI。

3

检测全身炎症因子和NETs水平

评估AP对全身炎症和NETs水平的影响。

收集血清,使用ELISA检测CRP、IL-6、IL-10、IL-1β、IgG和NETs水平。

4

评估肠道屏障功能和NETs浸润

观察AP对肠道屏障完整性和NETs形成的影响。

结肠组织AB-PAS染色检测杯状细胞;免疫荧光检测ZO-1、Claudin和NETs(MPO/CitH3)。

5

分析肠道菌群组成和功能预测

探究AP对UC小鼠肠道菌群多样性和组成的影响。

收集粪便样本,提取DNA,扩增16S rRNA V3-V4区,Illumina平台测序,QIIME2分析α/β多样性、LEfSe差异菌属和功能预测。

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
脂多糖Sigma-AldrichL6529-1MG
AB-PAS染色试剂盒LEAGENEDG0007
正常山羊血清SolarbioSL038
抗ZO-1抗体Thermo Fisher61-7300
抗Claudin抗体Abcamab211737
Alexa Fluor 488偶联山羊抗兔IgGHuabioHA1121
抗MPO抗体HuabioEM1901-19
Alexa Fluor 594偶联山羊抗小鼠IgGHuabioHA1126
抗CitH3抗体Abcamab281584
4',6-二脒基-2-苯基吲哚Solarbio28718-90-3
CRP、IL-6、IL-10、IL-1β、IgG ELISA试剂盒MULTI SCIENCES BIOTECH--
NETs ELISA试剂盒MEIMIAN BioMM-1183M1
Phusion高保真PCR预混液New England BiolabsM0531S
通用DNA纯化试剂盒TIANGEN BiotechDP214
NEB Next Ultra DNA文库制备试剂盒IlluminaE7370L
NEMO微型CT系统PINGSENG HealthcareNMC-200
Avatar软件PINGSENG HealthcareAvatar3-2.0.11.0
光学显微镜NikonEclipse Ci-E
相机CanonEOS 60D
激光共聚焦显微镜OlympusFV3000
荧光显微镜OlympusBX53
ImageJ软件NIHv1.54f

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
动物模型建立
小鼠品系(ICR)、年龄(8周)、性别(雄性)、体重范围;AP诱导的LPS浓度和体积;DSS浓度(1%)和给药周期(5天/2天,重复4次);AP诱导与DSS开始的间隔(2周)
阅读提示:方法2.1节
分组与样本量
分组数量(4组)、每组样本量(8只)、随机化方法;样本量计算依据(G*Power,80% power,p<0.05)
阅读提示:方法2.1节
疾病活动度评估
DAI评分标准(体重下降、粪便性状、便血);结肠长度测量方法;HAI评分标准(组织损伤、炎症细胞浸润)
阅读提示:方法2.1节和2.3节
血清炎症因子和NETs检测
ELISA试剂盒品牌和货号;血清制备条件(离心速度、时间、温度);检测指标(CRP、IL-6、IL-10、IL-1β、IgG、NETs)
阅读提示:方法2.5节
肠道屏障评估
AB-PAS染色试剂盒;免疫荧光抗体稀释度(ZO-1 1:200、Claudin 1:200、MPO 1:100、CitH3 1:1800);抗原修复条件(高压加热121°C,2 min);封闭条件(10%正常山羊血清,37°C,30 min)
阅读提示:方法2.3节和2.4节
肠道菌群分析
粪便样本采集和保存条件;DNA提取方法(CTAB);PCR引物和条件;测序平台(Illumina,250 bp双端);生物信息学数据库(GREENGENES 13_8)
阅读提示:方法2.6节