本周为大家带来的文献为发表于Int J Biol Sci. (IF: 9.2) Neuropeptide substance P attenuates colitis by suppressing inflammation and ferroptosis via the cGAS-STING signaling pathway”。本文使用了LabEx提供的Luminex检测服务。
包括克罗恩病和溃疡性结肠炎(UC)在内的炎症性肠病(IBD)的发病机制仍未完全明了。当下针对这类疾病的药物不仅会造成长期的副作用,还只能短期减缓病人病状。肠神经系统被认为作为控制中心起到了重要作用,神经肽物质 P(SP)是一种 11 氨基酸的多肽参与多个与神经相关的通路。本研究旨在探讨 SP 在结肠炎中的作用及其内在机制。研究者揭示了SP通过抑制mtDNA-cGAS-STING或直接作用于STING通路来减轻炎症和铁变态反应,从而以NK1R依赖的方式改善结肠炎。这些发现提供了一种新的SP调节溃疡性结肠炎(UC)疾病的机制。
LabEx提供的Luminex检测服务:
通过Luminex检测小鼠结肠组织和血清样本中的23种细胞因子的浓度,包括白细胞介素-3 (IL-3)、白细胞介素-1β (IL-1β)、TNF-α、白细胞介素-9 (IL-9)、白细胞介素-4 (IL-4)、单核细胞趋化蛋白-1 (MCP-1)、白细胞介素-5 (IL-5)、 γ干扰素(IFN-γ)、白细胞介素-2(IL-2)、巨噬细胞抑制蛋白-1α(MIP-1α)、白细胞介素-13(IL-13)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1α(IL-1α)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、 Eotaxin-CCL11(Eotaxin)、巨噬细胞抑制蛋白-1β(MIP-1β)、白细胞介素 12 p40(IL-12P40)、RANTES、白细胞介素-10(IL-10)、角质细胞趋化因子(KC)、白细胞介素-17(IL-17A)、白细胞介素 12 p70、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)和白细胞介素 12 p70(IL-12P70)。
使用 DSS 后,结肠组织中 IL-1β、TNF-α、IL-9、IFN-γ、IL-13、IL-6、G-CSF、RANTES、KC、IL-17A、GM-CSF、MIP-1β 和 IL-12P70 的含量升高,而 IL-4 和 IL-10 的含量则急剧下降。然而,SP 治疗可有效逆转这些变化(图 4D、4D、E)。此外,在DSS处理的小鼠血清中,IL-2、IL-13、IL-6、MCP-1、IL-5、G-CSF、KC和GM-CSF水平升高,而IL-3、IL-4和IL-10水平降低。值得注意的是,SP 显著缓解了这些炎症细胞因子的变化(图 4F、4F、G)。
(D, E) 用 Luminex 技术检测小鼠结肠组织中细胞因子蛋白的表达并进行水平分析。(F、G)采用 Luminex 技术检测各组小鼠血清细胞因子水平并进行数据分析。
重要发现:
SP对肠上皮屏障功能的改善:SP通过抑制mtDNA释放,抑制cGAS-STING通路,从而减轻炎症和肠上皮铁死亡。
SP通过NK1R受体发挥保护作用:SP的保护作用依赖于其受体NK1R,验证了SP在结肠炎恢复阶段的治疗效果。
SP表达在结肠炎中的动态变化:内源性SP在DSS诱导的结肠炎期间迅速增加,特别是在肠上皮和肠肌神经丛。
SP的双重作用:SP在某些条件下具有促炎作用,但在本研究中显示出抗炎和肠屏障保护作用,可能受临床病理条件和疾病发展阶段的调节。
SP对cGAS-STING通路的抑制:SP抑制了cGAS-STING通路的激活,减少了炎症细胞因子和下游基因的表达,从而减轻了结肠炎症。
SP对线粒体功能的保护:SP保护线粒体结构和功能,防止TNF-α处理导致的线粒体膜电位(MMP)丧失,减少mtDNA释放。
SP对铁死亡的抑制:SP逆转了DSS诱导的铁死亡标志物的表达,增加了抗氧化活性,减少了氧化应激标志物水平。
NK1R与STING的直接调控:通过蛋白质对接分析,发现NK1R与STING结合,SP可能通过激活NK1R直接抑制STING通路。