胃獨特的位置和功能特點使胃黏膜非常容易受到損傷。這種損傷可能導致胃黏膜糜爛、出血甚至潰瘍，這些都與胃癌的發(fā)生密切相關。包括胃黏膜保護劑在內(nèi)的幾種藥物最近已被用于臨床以增強胃黏膜屏障功能來治療損傷。然而，這些藥物的藥效機制大多依賴于胃酸的非特異性中和以及緩解疼痛。因此，有必要開發(fā)能夠促進黏膜再生和修復的新型藥物，以有效治療胃黏膜損傷。

近期浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院的研究人員發(fā)現(xiàn)抑制ANKRD22可驅(qū)動Lgr5+胃上皮祖細胞快速增殖，減輕胃粘膜損傷后的炎癥反應。ANKRD22是理想的治療靶點，其抑制性化合物可用于藥物的靶點開發(fā)。這項研究成果發(fā)表在《Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology》雜志上。
 

胃酸過多、長期飲酒、幽門螺桿菌感染以及非甾體抗炎藥都會造成胃粘膜損傷。快速有效地修復受損的胃粘膜對于維持胃粘膜屏障的完整性至關重要。

胃上皮祖細胞（EPC），特別是Lgr5+ EPC，在快速修復受損的胃粘膜上皮中起著關鍵作用。不過，損傷引起的炎癥微環(huán)境阻礙了這些祖細胞的增殖。巨噬細胞分泌的促炎因子，如IL-1α和TNF-α，可減弱EPC的增殖和分化，阻礙粘膜的再生和修復。因此，促進胃上皮祖細胞快速增殖，并抑制炎癥反應，有助于修復受損的胃粘膜。

浙大二院研究團隊在之前的研究中發(fā)現(xiàn)了一種新的線粒體蛋白——錨蛋白重復結構域蛋白22（ANKRD22）。它在正常的人胃上皮中表達，而在活化的巨噬細胞中表達增加。不過，ANKRD22在胃上皮中具體發(fā)揮什么作用，目前還不清楚。為此，研究人員深入探索了它在修復胃粘膜損傷中的作用。

ANKRD22缺失促進Lgr5+ EPC快速增殖
研究人員通過酸化乙醇灌胃建立了Ankrd22+/+小鼠和Ankrd22-/-小鼠急性胃粘膜損傷模型（Ankrd22-/-小鼠由賽業(yè)生物構建）。他們發(fā)現(xiàn)，Ankrd22-/-小鼠的胃粘膜損傷不如Ankrd22+/+小鼠嚴重。同時，Ankrd22-/-小鼠胃上皮中的BrdU+細胞顯著增加，而炎癥細胞浸潤顯著減少。這些結果表明，ANKRD22可能參與了胃粘膜損傷修復中的胃上皮應激反應，而ANKRD22的缺失促進細胞增殖并減少炎癥發(fā)生。

之后，研究人員通過評估胃干細胞相關標志物來確定這些增殖細胞的身份。流式細胞術分析顯示，與Ankrd22+/+小鼠相比，Ankrd22-/-小鼠中的Lgr5+細胞在胃粘膜損傷后顯著增加。后續(xù)分析表明，在胃粘膜損傷的情況下，ANKRD22的缺失促進了Lgr5+胃上皮祖細胞的快速增殖（圖1）。這些細胞通過自我更新和分化來維持胃上皮并修復粘膜損傷。
 

圖1. ANKRD22缺失導致Lgr5+胃上皮祖細胞快速增殖

鑒于Wnt通路在Lgr5+ EPC的增殖中起關鍵作用，研究人員接下來分析了ANKRD22對Lgr5+ EPC增殖的抑制作用是否是通過Wnt通路介導的。他們發(fā)現(xiàn)，對于受損粘膜的胃上皮細胞，ANKRD22表達的抑制導致線粒體鈣離子濃度下降，而NFAT表達水平也降低。這表明ANKRD22缺失抑制了非經(jīng)典Wnt/鈣離子通路，同時間接上調(diào)了經(jīng)典Wnt通路的活性，這可能促進了Lgr5+ EPC的增殖以幫助修復胃粘膜損傷。

ANKRD22缺失減輕胃上皮炎癥反應
為了研究Ankrd22-/-小鼠炎癥反應減少的潛在機制，研究人員開展了一系列分析，發(fā)現(xiàn)Ankrd22-/-小鼠胃上皮中的白細胞比例顯著低于Ankrd22+/+小鼠，且TNF-α和IL-1α的濃度也顯著降低，這表明ANKRD22的缺失減輕了胃粘膜損傷時的胃上皮炎癥。

既然巨噬細胞在介導炎癥方面發(fā)揮重要作用，那么ANKRD22表達如何影響巨噬細胞的功能？他們通過IFN-γ和LPS刺激人和小鼠巨噬細胞，發(fā)現(xiàn)巨噬細胞活化后ANKRD22表達顯著增加。而且，Ankrd22-/-小鼠巨噬細胞分泌的TNF-α和IL-1α濃度顯著低于Ankrd22+/+小鼠，表明ANKRD22的缺失抑制了胃上皮炎癥中的巨噬細胞活化。同樣地，他們還發(fā)現(xiàn)，ANKRD22的缺失會降低巨噬細胞的線粒體鈣離子水平和NFAT表達，這進一步減少了巨噬細胞釋放TNF-α和IL-1α，從而減輕炎癥反應。

ANKRD22抑制劑緩解胃粘膜損傷
之后，研究人員采用分子對接模型，篩選出與關鍵位點L122/D132相互作用的化合物，并確定了抑制ANKRD22的先導化合物AV023。細胞實驗結果顯示，AV023促進了胃上皮祖細胞的增殖，并導致培養(yǎng)物上清液中TNF-α和IL-1α的水平顯著降低。這表明AV023顯示出與ANKRD22缺失相似的效果。

他們隨后在急性胃粘膜損傷的小鼠模型中探索了AV023對Lgr5+ EPC積累和炎癥反應的影響。與對照小鼠相比，AV023處理小鼠的胃粘膜損傷顯著減輕。同時，在用AV023處理后，浸潤到小鼠胃上皮的炎癥細胞顯著減少，而Lgr5+ EPC比例顯著提高，說明這種先導化合物可促進Lgr5+ EPC的積累和局部炎癥的減輕。

小結
總而言之，該研究發(fā)現(xiàn)ANKRD22可能是一個理想的治療靶點，促進胃粘膜損傷的修復。ANKRD22的抑制可加速Lgr5+胃上皮祖細胞的增殖并減輕胃上皮的局部炎癥。此外，抑制ANKRD22的先導化合物AV023可能是快速修復胃粘膜損傷的潛在治療方法。該研究為開發(fā)藥物以快速修復胃粘膜損傷提供了一種新策略。
 

原文檢索：
Liu J, Wu J, Wang R, Zhong D, Qiu Y, Wang H, Song Z, Zhu Y. ANKRD22 drives rapid proliferation of Lgr5+ cells and acts as a promising therapeutic target in gastric mucosal injury. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology (2021), doi: https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2021.06.020.

本文來自賽業(yè)生物（www.cyagen.com）