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溃疡性结肠炎(UC)是一种慢性复发性肠道炎症性疾病,其发病与肠黏膜屏障损伤及失衡密切相关。细胞焦亡作为一种重要的免疫调控形式,在UC的发生和进展中发挥关键作用。AIM2作为一种DNA传感器,能够调控炎症反应、细胞焦亡及肠道免疫稳态,但其介导的炎症小体通路在UC中的激活机制及作用尚未被完全阐明。
重庆医科大学Liang Duan/Lan Zhou教授团队在本刊发表了题为“Activation of AIM2 inflammasome cascade by extracellular trap-laden neutrophil vesicles triggered by Fusobacterium nucleatum exacerbates ulcerative colitis”的研究论文,系统揭示了AIM2炎症小体通路激活的核心机制及其在UC中的关键作用。
本研究整合生物信息学分析、临床样本验证及体内外实验,系统评估了UC中中性粒细胞胞外捕获网(NETs)与AIM2炎症小体级联信号的表达特征及相互关系,并探讨其对疾病严重程度及干预策略的影响。GEO数据库(GSE59071)分析显示,活动期UC患者中AIM2及其下游焦亡相关分子(caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18)显著上调,并与NETs相关基因呈正相关。临床活检组织H&E染色显示UC患者结肠组织存在大面积结构破坏及炎症细胞浸润;免疫组化及ELISA分析进一步确认AIM2、GSDMD、IL-1β及IL-18在组织及血清中均升高,其中AIM2主要定位于肠上皮细胞(IEC),提示其在IEC中发挥核心作用。DSS诱导的UC小鼠模型也表现出类似特征,包括结肠缩短、组织损伤、血清促炎因子(TNF-α、IL-6、IL-1β)升高及IEC中AIM2及下游焦亡分子表达增强。

图1F. nucleatum刺激中性粒细胞释放的携带NETs成分的胞外囊泡可诱导肠上皮细胞中AIM2依赖性焦亡(原文中Figure 4)
进一步分析发现,肠道具核梭杆菌(F. nucleatum)富集可部分激活中性粒细胞并通过胞外囊泡(nEVs)释放NETs。体外实验显示,nEVs可被IEC摄取,内部携带的NETs成分(MPO、NE、CitH3及MPO-DNA)触发IEC中AIM2炎症小体依赖的焦亡,导致GSDMD裂解及促炎细胞因子IL-1β、IL-18表达上调。DNase I去除nEVs中的NETs或AIM2-siRNA敲低均显著抑制焦亡反应,提示该作用依赖于NETs内化及AIM2炎症小体激活(图1)。在体内实验中,DSS诱导UC小鼠接受Fn-nEVs处理后,表现出体重下降、结肠缩短、DAI评分升高、血清促炎因子水平升高及组织破坏加剧。DNase I或AIM2抑制剂A151干预可显著缓解上述病理和炎症指标,并恢复IEC中AIM2及下游焦亡分子表达至接近正常水平(图2)。

图2阻断nEVs-NETs/AIM2炎症小体级联信号可减轻小鼠肠炎严重程度(原文中Figure 5)
综上,本研究系统揭示了肠道F. nucleatum感染下,中性粒细胞通过nEVs释放NETs并被IEC内化,从而激活AIM2炎症小体及下游焦亡通路,加剧UC组织炎症和损伤。阻断nEVs-NETs/AIM2炎症小体级联信号可有效缓解UC病情,提示该通路为UC治疗的潜在新靶点,为免疫干预提供了理论依据和治疗策略(图3)。

图3F. nucleatum诱导的中性粒细胞胞外囊泡(nEVs)携带的NETs可被肠上皮细胞内化,从而激活AIM2炎症小体依赖的焦亡,加重结肠炎。该nEV-NETs/AIM2通路可能成为溃疡性结肠炎的潜在治疗靶点(原文中Figure 6)
文章来源
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352304225004933
引用这篇文章:
Xiang L, Zhao Y, Duan Y, et al. Activation of AIM2 inflammasome cascade by extracellular trap-laden neutrophil vesicles triggered by Fusobacterium nucleatum exacerbates ulcerative colitis. Genes Dis. 2027;14(2):102004.