谷氨酰胺通过mTOR/Notch1轴减轻大鼠放射性肠损伤

Glutamine alleviates radiation-induced intestinal injury in rats via the mTOR/Notch1 axis.

作者信息Heng Lu, Xiangmin Ni, Xinyu Liang, Qian Bai, Haoyu Li, Mengran Shi, Yulong Jia, Jian Wang

PMID41717409

期刊Front Oncol

发布时间2026-02-04

DOI10.3389/fonc.2026.1735401

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实验完整度

高

包含大鼠体内模型（局部腹部照射）和HT-29细胞体外模型，并通过RAPA和Jagged-1进行功能干预验证机制，同时进行了组织学、分子表达和功能检测。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠局部腹部照射模型 HT-29细胞系

重点核对

Gln剂量：0.3 g/kg，腹腔注射，每日一次，连续3天（大鼠）；2 mM和4 mM（HT-29细胞）辐射剂量：大鼠15 Gy腹部照射；HT-29细胞8 Gy RAPA处理：20 ng/mL，照射前4小时 Jagged-1处理：10 μmol/L，照射前4小时检测时间点：照射后7天（大鼠）；照射后24小时（细胞）

摘要

放射治疗仍然是治疗盆腔恶性肿瘤的主要方式，然而，它常常诱发放射性肠损伤（RIII），这是一种损害肠道屏障完整性的致衰性并发症。谷氨酰胺（Gln）是维持和修复肠黏膜所必需的营养素，但其在RIII中的具体作用和涉及的机制尚未明确。在本研究中，我们通过局部腹部照射大鼠模型和受照射的HT-29细胞培养，探讨了Gln对RIII的保护潜力及其分子机制。Gln给药显著减轻了肠道缩短和黏膜损伤，降低了促炎细胞因子的表达，并恢复了杯状细胞（GCs）的数量。此外，Gln处理增强了肠道Lgr5和Klf4的表达，表明其保护肠道干细胞（ISCs）并促进GC分化。在机制上，Gln激活了mTOR通路及其下游效应因子S6K1和4E-BP1，同时抑制了辐射诱导的Notch1过度激活。使用雷帕霉素和Jagged-1的药理学干预进一步验证了Gln调节mTOR/Notch1信号级联，导致MUC2表达增加和黏膜完整性改善。总之，这些结果表明Gln通过调节mTOR/Notch1轴、减轻Notch1过度激活和促进GC分化，赋予了对RIII的强效保护。这些发现为Gln作为预防或减轻放射性肠损伤的潜在治疗药物提供了有价值的机制见解和实验支持。

建立放射性肠损伤大鼠模型

评估Gln对放射性肠损伤的预防作用

雄性SD大鼠分为对照组、IR组和Gln+IR组；Gln组腹腔注射Gln（0.3 g/kg）连续3天，之后接受15 Gy腹部照射，7天后处死。

检测肠道组织病理和炎症反应

评估Gln对肠道损伤和炎症的影响

结肠组织进行HE染色和qPCR检测炎症因子。

评估杯状细胞数量

检测Gln对杯状细胞数量的影响

AB-PAS染色显示杯状细胞，统计每个隐窝的杯状细胞数。

检测肠干细胞和杯状细胞标志物

检测Gln对ISCs和GC分化的影响

免疫组化检测Lgr5和Klf4的表达。

检测mTOR通路和Notch1表达

探究Gln对mTOR通路和Notch1的调控作用

Western blot检测p-mTOR、mTOR、p-S6K1、S6K1、p-4E-BP1、4E-BP1和Notch1的表达。

体外验证mTOR抑制对通路和MUC2的影响

验证mTOR在Gln调控Notch1和MUC2中的作用

HT-29细胞用RAPA抑制mTOR，检测Notch1和MUC2表达。

体外验证Notch1激活对通路和MUC2的影响

验证Notch1在Gln调控MUC2中的作用

HT-29细胞用Jagged-1激活Notch1，检测mTOR和MUC2表达。

环节	核对要点
动物模型建立	大鼠品系、性别、周龄、来源；Gln剂量、给药途径、给药时间；辐射剂量、辐射源；照射后观察时间阅读提示：Methods 2.1
组织学检测	固定液、染色试剂盒、评分标准、杯状细胞计数方法阅读提示：Methods 2.2
免疫组化	抗体信息（Lgr5、Klf4）、抗原修复缓冲液、封闭血清、DAB显色时间阅读提示：Methods 2.3, Supplementary Table S1
qPCR	RNA提取试剂、逆转录试剂、引物序列、参考基因、计算方法阅读提示：Methods 2.4, Table 3
Western blot	蛋白提取方法、抗体信息、封闭条件、显色系统阅读提示：Methods 2.5, Supplementary Table S1
细胞实验	HT-29细胞来源、培养基、Gln浓度、辐射剂量、处理时间阅读提示：Methods 2.6
干预实验	RAPA浓度、Jagged-1浓度、处理时间、辐射剂量阅读提示：Methods 2.7, 2.8

环节

核对要点

动物模型建立

大鼠品系、性别、周龄、来源；Gln剂量、给药途径、给药时间；辐射剂量、辐射源；照射后观察时间

阅读提示：Methods 2.1

组织学检测

固定液、染色试剂盒、评分标准、杯状细胞计数方法

阅读提示：Methods 2.2

免疫组化

抗体信息（Lgr5、Klf4）、抗原修复缓冲液、封闭血清、DAB显色时间

阅读提示：Methods 2.3, Supplementary Table S1

qPCR

RNA提取试剂、逆转录试剂、引物序列、参考基因、计算方法

阅读提示：Methods 2.4, Table 3

Western blot

蛋白提取方法、抗体信息、封闭条件、显色系统

阅读提示：Methods 2.5, Supplementary Table S1

细胞实验

HT-29细胞来源、培养基、Gln浓度、辐射剂量、处理时间

阅读提示：Methods 2.6

干预实验

RAPA浓度、Jagged-1浓度、处理时间、辐射剂量

阅读提示：Methods 2.7, 2.8

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