膳食草酸盐与肠道炎症:来自实验性结肠炎和炎症性肠病患者队列的证据

Dietary Oxalate and Intestinal Inflammation: Evidence From Experimental Colitis and Inflammatory Bowel Disease Patient Cohorts

作者信息Anna C Salvador, Zena Khaled, Ayesh Awad, Benjamin Huan, Gwen Lau, Sophie Silverstein, David Weaver, Lee-Ching Zhu, Surekha Bantumilli, Viguna Thomas, Emanuele Baldassarri, Jace McGovern, Ezan Chaudhry, Nathan VanLandingham, Dorothy K Superdock, Brady Furey, Gloria Hayun Lee, Benjamin McMichael, Samantha Hicks, Erin C Steinbach, Matthew R Schaner, Jeremy Herzog, Leslie Garry Adams, W June Brickley, P Y Jenny Ting, Lawrence A David, David W Threadgill, Terrance S Furey, Shehzad Z Sheikh
PMID42595209
发布时间2026-08-13
DOI10.1016/j.jcmgh.2026.101861

实验完整度

高

包含IBD患者队列RNA-seq、饮食与粪便代谢组学,及DSS诱导和自发性结肠炎小鼠模型和离体细胞功能验证

主要模型

UC和CD患者结肠及回肠活检组织 DSS诱导的C57BL/6J小鼠结肠炎模型 CC011/Unc/J和Il10−/−自发性结肠炎小鼠模型 B6小鼠骨髓来源巨噬细胞和树突状细胞及肠道上皮细胞

重点核对

草酸盐转运体SLC26A2、SLC26A3、SLC26A6在IBD患者组织和实验性结肠炎小鼠模型中的表达变化 克罗恩病患者粪便草酸盐含量与习惯性膳食草酸盐摄入量(DHQ3)及植物摄入多样性(metabarcoding)的关系 DSS诱导结肠炎小鼠中草酸盐补充饮食(1%草酸钠,D21092702)对生存率、体重、结肠长度及炎症因子表达的影响 CC011和Il10−/−自发性结肠炎小鼠中草酸盐补充饮食对结肠炎发病、组织病理评分及粪便草酸盐含量的影响 离体BMMs和BMDCs中草酸盐(CaOx)联合LPS对IL1β分泌的影响

摘要

背景与目的:饮食在炎症性肠病发病机制中的作用仍不清楚。大多数炎症性肠病的饮食干预能改善症状但无一致的黏膜愈合;例外包括克罗恩病患者的独家肠内营养和排除饮食。草酸盐是一种天然存在于所有植物性食物中的化合物,通过肠道吸收,并已被证明可激活全身和肾脏促炎免疫反应。然而,在炎症性肠病背景下,肠道草酸盐对先天免疫反应的影响尚不清楚。方法:我们测量了炎症性肠病患者和对照者的基因表达、粪便草酸盐含量和膳食摄入。在化学诱导结肠炎、自发性结肠炎小鼠模型和离体细胞培养系统中进行了补充研究,以评估草酸盐转运体表达、粪便草酸盐含量与黏膜炎症之间观察到的关系。结果:肠道草酸盐转运体SLC26A2和SLC26A3在炎症性肠病亚型(克罗恩病、溃疡性结肠炎)、炎症性肠病组织(结肠、回肠)以及实验性结肠炎小鼠模型中一致下调,与实验饮食分配无关。在克罗恩病患者中,尽管膳食草酸盐摄入量可变,我们观察到更高的粪便草酸盐含量。SLC26A6表达改变与克罗恩病患者疾病的狭窄行为相对应。在喂食草酸盐补充饮食的小鼠中,表达改变与更高的粪便草酸盐含量和增加的疾病活动度更直接相关。结论:膳食草酸盐可能加剧易感个体的先天免疫反应。草酸盐转运体的表达可能是疾病相关的生物学信号,既反映对膳食草酸盐的敏感性,也可能反映炎症性肠病患者的发病机制和临床轨迹。这值得未来探索膳食草酸盐在炎症性肠病黏膜炎症中的作用。

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
膳食草酸盐是否影响炎症性肠病中的肠道黏膜炎症,以及草酸盐转运体表达的改变如何与疾病相关?
核心机制
肠道草酸盐转运体SLC26A2和SLC26A3下调可能导致草酸盐吸收减少、肠腔内草酸盐增多,膳食草酸盐进而可能加剧先天免疫反应和黏膜炎症;草酸盐可增强LPS诱导的IL1β分泌。
主要证据
IBD患者RNA-seq显示SLC26A2/SLC26A3在UC和CD中一致下调;CD患者粪便草酸盐升高而膳食摄入无差异;DSS诱导和自发性结肠炎小鼠中草酸盐补充饮食加重结肠炎、降低生存率并增加粪便草酸盐;离体巨噬细胞和树突状细胞中草酸盐增强LPS诱导的IL1β分泌。
研究意义
研究提示膳食草酸盐可能是IBD发病和临床轨迹中潜在的可调节因素,草酸盐转运体表达可能作为预测对膳食草酸盐反应和疾病轨迹的生物学信号,支持将膳食暴露纳入精准营养和转化研究。

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

患者队列转录组分析

评估IBD患者中草酸盐转运体表达与疾病亚型、组织类型及炎症状态的关系

对UC和CD患者及NIBD对照的结肠和回肠组织进行RNA-seq,比较SLC26A2、SLC26A3、SLC26A6表达

2

粪便草酸盐与膳食摄入关联分析

检测IBD患者粪便草酸盐含量是否与习惯性膳食草酸盐摄入及植物摄入多样性相关

通过DHQ3问卷测量习惯性膳食草酸盐摄入,代谢组学测量粪便草酸盐,metabarcoding评估膳食植物多样性

3

DSS诱导结肠炎小鼠模型

验证膳食草酸盐是否直接影响肠道炎症严重程度

B6小鼠喂食标准或草酸盐补充饮食,给予±2.5% DSS水7天,随后正常水5天,监测生存、体重、结肠长度、炎症因子和组织病理

4

自发性结肠炎小鼠模型

在遗传易感模型中验证草酸盐饮食对结肠炎发病和草酸盐转运体表达的影响

CC011、Il10−/−和B6小鼠喂食标准或草酸盐补充饮食10-16周,评估组织病理、转运体表达和粪便草酸盐

5

离体细胞因子验证

验证草酸盐是否直接增强先天免疫细胞炎症反应

从B6小鼠分离BMMs、BMDCs和IECs,暴露于草酸钙±LPS,检测IL1β分泌、Western blot和LDH释放

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
Norgen总RNA纯化试剂盒Norgen48300
高容量cDNA逆转录试剂盒Thermo Fisher4368814
Powerup SYBR Green预混液Applied BiosystemsA25742
葡聚糖硫酸钠Sigma-AldrichA6419
LPS结合蛋白ELISA试剂盒Abcamab269542
草酸盐比色测定Trinity Biotech591-D
重组小鼠GM-CSFThermo Fisher ScientificRMGMCSF20
大肠杆菌O111:B4来源LPSSigmaL4391
细胞裂解缓冲液Thermo Fisher Scientific78510
蛋白酶抑制剂混合物Sigma-AldrichP8340
磷酸酶抑制剂混合物Sigma-AldrichP5726
BCA测定Thermo Fisher Scientific23227
4×Laemmli缓冲液Bio-Rad1610747
聚偏二氟乙烯膜Bio-Rad1704156
牛血清白蛋白Boston BioProductsP-753
Tween-20Sigma-AldrichP9416
鲁米诺Thermo Fisher Scientific34577
印迹成像仪InvitrogenA44115
IL1β一抗Proteintech26048-1-AP
β-actin一抗Proteintech60008-1-Ig
山羊抗兔IgG(H+L)辣根过氧化物酶偶联物Genesee Scientific20-303
山羊抗小鼠IgG(H+L)辣根过氧化物酶偶联物Genesee Scientific20-304

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
人队列RNA-seq
样本分组:NIBD、UC未发炎、UC发炎、CD未发炎、CD发炎;测序平台;协变量校正(性别、收集年份、批次、转录本完整性编号)
阅读提示:Methods中Patient Samples和RNA Isolation, Sequencing, and Processing小节,Table 1
膳食草酸盐摄入与粪便草酸盐
DHQ3问卷;代谢组学平台;metabarcoding方法;样本量(DHQ3:NIBD n=4,CD n=11;metabarcoding:NIBD n=14,CD n=17)
阅读提示:Methods中Dietary Intake and Stool Oxalate Content小节,Figure 3A和3B图注
DSS诱导结肠炎小鼠实验
小鼠品系和年龄(5周龄雄性B6);DSS浓度(2.5%)和处理时间(7天);草酸盐饮食(1%草酸钠,D21092702);饮食适应期(2周);分组和样本量;恢复期(5天)
阅读提示:Methods中Animals - Dextran sodium sulfate–induced colitis model小节,Figure 4图注,Table 3
自发性结肠炎小鼠实验
小鼠品系(CC011、Il10−/−、B6);年龄(3-5周龄);饮食维持时间(10-16周);每组样本量(n=10,雌雄各半);粪便草酸盐按笼测量(n=2笼/品系/饮食)
阅读提示:Methods中Animals - Spontaneous colitis models小节,Figure 5图注
离体细胞刺激实验
细胞类型(BMMs、BMDCs、IECs);分化因子(M-CSF、GM-CSF)和浓度(GM-CSF 0.5 ng/mL);LPS浓度(1 μg/mL)和时间(3小时);CaOx浓度(100 μg/mL)和ATP浓度(1 mM)及时间(21小时);细胞接种密度
阅读提示:Methods中Cell Culture Studies小节,Figure 6图注