CHI3L1通过PI3K-Akt-FoxO1通路调控肠上皮细胞过度自噬在坏死性小肠结肠炎中的机制研究及临床价值

《Cell Death Discovery》：Inhibition of CHI3L1 attenuates excessive autophagy in intestinal epithelial cells to reduce the severity of necrotizing enterocolitis

本期推荐：苏州大学附属儿童医院团队针对新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)缺乏特异性治疗靶点的难题，通过多组学分析发现CHI3L1在患者和模型动物中显著高表达。研究证实抑制CHI3L1可通过PI3K-AKT-FoxO1通路减轻肠上皮细胞过度自噬，降低炎症反应和组织损伤。临床数据表明血清CHI3L1水平与疾病严重程度呈正相关，联合传统标志物可显著提高诊断效能(AUC=0.876)，为NEC防治提供了新靶点。

　　新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)是早产儿最致命的肠道疾病，死亡率高达20-30%，目前尚无特异性治疗方法。这种疾病的发生与肠道屏障功能受损、过度炎症反应密切相关，但具体分子机制尚未阐明。面对这一临床难题，苏州大学附属儿童医院的研究团队开展了一项突破性研究，相关成果发表在《Cell Death Discovery》期刊。

研究团队首先通过整合GSE46619等三个公共数据库的转录组数据，发现CHI3L1在NEC患者和模型小鼠肠道组织中均显著上调。这个被称为"炎症哨兵"的蛋白此前已知参与多种病理过程，但在NEC中的作用尚属首次揭示。为验证其临床相关性，研究人员收集了32例NEC患儿和匹配对照的血清样本，发现CHI3L1水平不仅与疾病严重程度正相关，还与DAAS评分、CRP等炎症指标显著相关，联合检测时诊断AUC达0.876。

机制研究方面，团队构建了NEC小鼠模型和LPS诱导的肠上皮细胞(IEC-6)模型。使用特异性抑制剂K284-611抑制CHI3L1后，小鼠存活率显著提高，肠道长度和绒毛结构明显改善，屏障蛋白ZO-1/occludin表达恢复，炎症因子IL-1β/IL-6水平下降。细胞实验显示，CHI3L1敲除可促进细胞增殖迁移并减少凋亡。通过转录组测序和通路分析，研究人员锁定PI3K-Akt-FoxO1信号轴——该通路在NEC中异常激活，导致LC3II/I比值升高和自噬体堆积。而抑制CHI3L1能显著减少自噬体形成，却不影响自溶酶体数量，提示其通过调控自噬起始阶段发挥作用。

关键技术方法包括：从GEO数据库获取并分析人类和小鼠NEC转录组数据；建立缺氧/冷刺激联合高渗配方乳喂养的小鼠NEC模型；使用siRNA在IEC-6细胞中进行CHI3L1基因沉默；采用透射电镜观察自噬体超微结构；通过多中心队列研究评估血清CHI3L1的诊断价值。

研究结果部分：
"CHI3L1在NEC患儿和动物模型中高表达"显示，该基因在三个独立数据集中均为核心差异基因，患者肠道组织Western blot和免疫组化验证其在上皮层的特异性富集。
"抑制CHI3L1减轻体内NEC严重程度"证实，K284-611处理使小鼠体重损失减少47%，肠道长度增加32%，Ki67阳性细胞数提升2.1倍。
"CHI3L1敲除促进肠上皮细胞功能恢复"发现，siRNA转染使LPS诱导的细胞凋亡率从28.6%降至15.3%，伤口愈合速度提高64%。
"CHI3L1通过PI3K-AKT-FoxO1通路调控过度自噬"揭示，干预后p-PI3K/p-AKT水平降低40%，FoxO1表达回升，自噬标志物LC3II/I比值下降58%。
"血清CHI3L1的临床诊断价值"表明，III期患者CHI3L1浓度是对照组的4.3倍，与RDW、LDH等指标联合时诊断敏感性达89.2%。

结论与讨论部分强调，该研究首次阐明CHI3L1通过"PI3K-Akt-FoxO1-自噬"轴参与NEC发病的新机制。特别值得注意的是，CHI3L1调控的是自噬体形成而非降解过程，这种选择性干预为减少治疗副作用提供了可能。临床转化方面，血清CHI3L1作为新型生物标志物，其水平变化可早于传统指标预警疾病进展。研究也存在一定局限，如未构建条件性敲除小鼠模型，自噬体-溶酶体耦联机制有待深入。这些发现不仅为NEC精准诊疗提供新思路，也为其他自噬相关肠道疾病的治疗策略开发带来启示。