文獻解讀：浙大二院發(fā)現(xiàn)抑制ANKRD22可驅(qū)動Lgr5+胃上皮祖細胞快速增殖

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(dǎo)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(guān)。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(fù)的新型藥物，以有效治療胃黏膜損傷。

近期浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)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(yīng)。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(fù)受損的胃粘膜對于維持胃粘膜屏障的完整性至關(guān)重要。

胃上皮祖細胞（EPC），特別是Lgr5+ EPC，在快速修復(fù)受損的胃粘膜上皮中起著關(guān)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(fù)。因此，促進胃上皮祖細胞快速增殖，并抑制炎癥反應(yīng)，有助于修復(fù)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(fù)結(jié)構(gòu)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(fù)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(gòu)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(jié)果表明，ANKRD22可能參與了胃粘膜損傷修復(fù)中的胃上皮應(yīng)激反應(yīng)，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(guān)標志物來確定這些增殖細胞的身份。流式細胞術(shù)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(fù)粘膜損傷。
 

圖1. ANKRD22缺失導(dǎo)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(guān)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(dǎo)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(dǎo)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(fù)胃粘膜損傷。

ANKRD22缺失減輕胃上皮炎癥反應(yīng)
為了研究Ankrd22-/-小鼠炎癥反應(yīng)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(dǎo)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(yīng)。

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(guān)鍵位點L122/D132相互作用的化合物，并確定了抑制ANKRD22的先導(dǎo)化合物AV023。細胞實驗結(jié)果顯示，AV023促進了胃上皮祖細胞的增殖，并導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)化合物可促進Lgr5+ EPC的積累和局部炎癥的減輕。

小結(jié)
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(fù)。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(dǎo)化合物AV023可能是快速修復(fù)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(fù)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）