Nature子刊 | 香港浸会大学卞兆祥团等揭示早期压力对肠道稳态的影响

来源：iNature

长期接触不良生活事件，如贫困和缺乏父母照顾，会对健康产生不利影响，并增加生命后期肠易激综合征（IBS）等功能性胃肠道疾病的风险。啮齿类动物中的新生儿母体分离（NMS）是一种有充分证据的早期应激动物模型，确实可诱导各种胃肠功能障碍，包括对结肠直肠扩张的痛觉过敏，结肠粘膜通透性增加和结肠运动性增强。因此，NMS被认为是IBS的实验模型，尽管它不能完全重新捕获人类IBS表型。尽管早期压力与胃肠道疾病之间存在显着关联，但早期压力改变肠内稳态的机制仍然知之甚少。

为了研究NGF在早期应激诱导的肠道变化中的潜在作用，研究人员采用了一种新生儿母体分离模型，其中新生儿啮齿动物在出生后3-14天每天与母亲分开3小时，并且在2个月后被杀死进行分析。首先通过蛋白质印迹分析在NMS大鼠的近端结肠中检查NGF的表达。与之前的报道一致，NMS确实显著增加了大鼠近端结肠中NGF的表达。在NMS大鼠的近端结肠中TrkA的表达同样被上调。使用针对TrkA的特异性抗体的免疫染色证实了在NMS中结肠上皮和隐窝中TrkA的表达增强。

当与对照大鼠比较时，NMS大鼠在结肠直肠扩张试验期间对内脏疼痛更敏感。通过腹膜内注射重组NGF处理的大鼠被发现具有与NMS大鼠相当的内脏痛阈值，表明NGF处理或NMS导致内脏超敏反应。与NMS/ NGF处理引起的内脏超敏反应一致，与对照大鼠相比，来自NMS和NGF处理的大鼠的近端结肠的5-羟色胺含量显着增加。在进行NMS或NGF处理的小鼠中观察到类似的发现。为了研究NGF / NMS诱导的表型变化是否通过TrkA介导，NMS / NGF处理的小鼠腹膜内给予MNAC13，MNAC13是一种充分表征的具有显着中和特性的抗TrkA单克隆抗体。

实际上，MNAC13有效抑制NGF诱导的表达TrkA的3T3细胞中TrkA和Akt的磷酸化，但不抑制表达TrkB / C的3T3细胞中BDNF和NT-3诱导的TrkB / C磷酸化。该结果进一步验证了MNAC13对TrkA的特异性。与从大鼠获得的结果一致，在NMS / NGF处理的小鼠中阻断NGF / TrkA信号传导也有效地减少了结肠中磷酸化TrkA的上调;小肠和结肠中产生5-羟色胺的EC细胞密度增加，以及结肠5-羟色胺水平升高。此外，抑制TrkA不仅挽救了NMS诱导的表型变化，而且还使NMS小鼠结肠中NGF表达增加至对照小鼠结肠中检测到的水平。这些结果表明，通过NGF / TrkA信号传导介导的生活应激诱导EC增生并增加胃肠道中5-羟色胺的分泌，从而在动物模型中引发内脏痛觉过敏。

NMS通过NGF / TrkA信号传导导致EC细胞增生和肠道5-羟色胺增加

幼儿期是发育的关键时期，早期生活压力可能会增加肠胃疾病的风险，包括肠易激综合征（IBS）。在啮齿动物中，新生儿母体分离（NMS）诱导类似于IBS的肠功能障碍。但是，潜在的机制仍不清楚。在该研究中，研究人员发现NMS诱导肠干细胞（ISCs）的扩张和它们向分泌谱系的分化，包括肠嗜铬细胞（EC）和Paneth细胞，导致EC增生，血清素产生增加和内脏痛觉过敏。这通过抑制神经生长因子（NGF）介导的原肌球蛋白受体激酶A（TrkA）信号传导而逆转，并且用NGF处理在体外和体外小鼠肠类器官中重现NMS小鼠的肠表型。NGF反式激活Wnt /β-连环蛋白信号传导。NGF和5-羟色胺在以腹泻为主的IBS患者的血清中呈正相关。总之，研究结果提供了对早期生活压力诱导的肠道变化的机制见解，这可能转化为胃肠道疾病的治疗方法。