9月17日,国际顶级期刊《信号转导与靶向治疗》(Signal Transduction and Targeted Therapy)发表了一项由四川大学华西医院团队领衔的突破性研究,首次揭示了G蛋白偶联受体15(GPR15)在吸烟对克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)双向调控中的核心机制。这项横跨人群队列与动物模型的研究,为理解吸烟为何对两种炎症性肠病(IBD)产生截然相反的影响提供了关键线索。
现象之谜:吸烟为何在两种炎症性肠病中表现相反
吸烟对炎症性肠病模型疾病表型的不同影响
炎症性肠病(IBD)是一组以肠道慢性炎症为特征的自身免疫性疾病,主要包括克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)。
尽管二者同属IBD,但临床表现、病理特征和治疗反应大相径庭。更令人困惑的是,吸烟对二者的影响堪称矛盾体——吸烟会显著加重CD患者的病情,增加术后复发风险;但对UC患者而言,吸烟反而可能降低发病风险、减轻活动期症状。
这一现象长期困扰着医学界。此前研究推测,吸烟中的尼古丁、自由基等成分可能通过影响肠道菌群、黏液层或免疫细胞发挥作用,但具体机制始终未明。
研究团队的目标是为这一吸烟悖论找到分子层面的解释。GPR15因其在T细胞归巢和免疫调节中的特殊角色进入研究团队的视野——它既是HIV的共受体,也是T细胞向肠道迁移的关键导航分子,而吸烟已被证实会上调GPR15表达。
人群数据+小鼠模型:双管齐下锁定GPR15
小鼠Gpr15缺陷:吸烟减轻TNBS诱导的结肠炎但加重DSS诱导的结肠炎
为验证这一假设,研究团队首先分析了英国生物银行(UK Biobank)中2120名CD患者和4161名UC患者的吸烟数据。结果显示:
与从不吸烟者相比,当前吸烟者患CD的风险增加37%(HR=1.37),但UC风险却降低24%(HR=0.76)。这一人群层面的关联提示,吸烟对IBD的影响可能存在基因-环境交互作用。
随后,研究团队构建了两种经典的IBD小鼠模型:用2,4,6-三硝基苯磺酸(TNBS)诱导的CD样结肠炎模型,以及用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的UC样结肠炎模型,并让小鼠暴露于香烟烟雾中4周。
实验结果令人震惊:
在CD模型中,吸烟小鼠出现更严重的腹泻、体重下降,结肠长度缩短,肠道炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)水平显著升高;
在UC模型中,吸烟小鼠的症状却明显缓解——体重恢复更快,结肠损伤减轻,炎症因子水平不升反降。
这与观察到的现象完全一致!进一步分析发现,
无论CD还是UC模型,吸烟均会上调结肠组织中GPR15的表达,但后续的免疫反应却截然不同。
GPR15驱动TNBS诱导结肠炎中的Th17细胞反应并维持DSS诱导结肠炎中的Treg功能
机制揭晓:GPR15导演免疫细胞变脸戏码
C57BL/6JGpt-Tg(人源GPR15)小鼠中吸烟对结肠炎的双重作用:加剧TNBS诱导的结肠炎并缓解DSS诱导的结肠炎
为探究GPR15的具体作用,研究团队构建了GPR15基因敲除(Gpr15⁻/⁻)小鼠,并重复上述实验。
在CD模型中,Gpr15⁻/⁻小鼠即使暴露于吸烟环境,其腹泻、体重下降等症状也显著轻于野生型小鼠;结肠炎症因子水平降低,病理损伤减轻。进一步分析显示,吸烟通过GPR15促进初始CD4
+
T细胞向促炎的Th17细胞分化,这些细胞分泌大量IL-17A等促炎因子,加剧肠道炎症。
在UC模型中,情况完全反转:
Gpr15⁻/⁻小鼠暴露于吸烟后,症状反而比野生型更严重;结肠炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)水平显著升高。机制研究发现,吸烟通过GPR15促进初始CD4
+
T细胞向调节性T细胞(Treg)分化,这些细胞分泌IL-10、TGF-β等抗炎因子,抑制过度免疫反应,从而缓解UC。
这就像同一把钥匙(GPR15)打开了两扇不同的门——在CD中,它释放了炎症恶魔Th17细胞;在UC中,它唤醒了和平使者Treg细胞。为验证这一机制的普适性,研究团队还构建了人源GPR15转基因小鼠。结果显示,过表达GPR15的转基因小鼠在吸烟环境下,CD症状进一步恶化,而UC症状则更易被缓解,与野生型小鼠形成鲜明对比。
临床启示:精准干预的新靶点
这项研究不仅解开了吸烟对IBD双向调控的分子之谜,更为临床治疗提供了新思路。过去我们常说吸烟有害健康,但对UC患者而言,这一结论并不绝对。研究团队的发现提示,针对GPR15的靶向治疗可能需要根据患者的疾病亚型(CD或UC)和吸烟史进行个体化设计。例如,对于吸烟的CD患者,抑制GPR15可能减轻炎症;而对于UC患者,或许需要保留GPR15的保护作用。
从吸烟悖论到GPR15的机制揭秘,这项研究不仅推动了IBD病理机制的理解,更展现了多学科交叉研究的魅力——将人群流行病学、动物模型与分子机制紧密结合,最终为临床转化提供可能。
原文链接:https://www.thelancet.com/journals/ebiom/article/PIIS2352-3964(25)00390-1/fulltext
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