RAB25通过协调胃上皮细胞转化生长因子-α分泌调控小凹细胞谱系定向的生理作用

《Cell Death & Disease》：RAB25 modulates pit cell commitment by coordinating transforming growth factor-alpha secretion from gastric epithelial cells

本研究揭示了RAB25在胃黏膜稳态中的新功能。为解决胃上皮细胞谱系定向调控机制不清的问题，研究人员聚焦RAB25对TGFA分泌的协调作用，发现RAB25缺失通过促进TGFA分泌异常激活EGFR信号通路，导致小凹细胞过度增生，该病理表型可通过TGFA中和抗体逆转，为Ménétrier's病等胃增生性疾病提供了新的机制见解和治疗靶点。

　　

胃黏膜是一个动态平衡的复杂系统，其腺体中的上皮细胞不断更新。在胃体腺中，增殖的祖细胞位于峡部，它们分化形成各种功能细胞：向上迁移分化为寿命仅数天的小凹细胞，向下迁移则分化为可存活数周甚至数月的壁细胞和主细胞。这个过程受到多种生理信号的精密调控，其中表皮生长因子受体（EGFR）信号通路被证明是谱系定向的关键调节因子。近年来研究发现，不同的EGFR配体可引导祖细胞向不同命运分化：转化生长因子-α（TGFA）促进小凹细胞分化，而双调蛋白（AREG）则促进壁细胞分化。然而，TGFA的来源及其分泌调控机制尚不清楚，这一知识缺口限制了我们对其在胃生理和疾病中作用的深入理解。

Rab蛋白是小GTP结合蛋白，作为细胞内运输的关键调节因子。RAB25是Rab11家族成员之一，在上皮细胞中具有特异性功能，但它在胃中的生理作用仍未明确。发表在《Cell Death & Disease》上的这项研究，由Haengdueng Jeong、Yura Lee、Chanyang Uhm等研究人员完成，首次揭示了RAB25通过协调TGFA分泌在胃黏膜稳态维持中的关键作用。

研究人员主要运用了单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术分析人和小鼠胃黏膜细胞图谱，通过免疫组织化学/免疫荧光染色进行蛋白定位和表达分析，利用蛋白质印迹法（Western blot）检测蛋白表达和分布，采用透射电子显微镜观察细胞超微结构，建立原代胃上皮细胞培养体系进行功能研究，并通过体内抗体中和实验验证靶点功能。其中人胃黏膜样本来源于非癌旁炎症组织，小鼠实验使用了Rab25基因敲除（KO）模型。

Rab25表达集中在人和小鼠胃体上部分泌上皮细胞

通过分析人胃炎症正常黏膜的单细胞RNA测序数据，研究发现与其他Rab11家族成员不同，RAB25表达显著富集于胃体上皮细胞，尤其是在腺体上部区域的小凹谱系细胞中。小鼠胃体单细胞测序结果同样显示Rab25在上部腺体上皮细胞（包括小凹谱系细胞、祖细胞和一些颈粘液细胞、壁细胞）中高表达。原位杂交和免疫荧光进一步证实了Rab25在野生型（WT）小鼠胃体腺上部区域的表达，而在Rab25 KO小鼠中该表达缺失。

老年Rab25 KO小鼠出现自发性胃病变

组织学分析发现，6月龄以下的Rab25 KO小鼠无明显异常，但9月龄后开始出现黏膜增厚，12月龄时出现明显的胃皱襞增大伴小凹增生。病变区域呈现两种特征：高增殖区和低增殖高分化区。免疫染色显示Rab25 KO小鼠胃体小凹区域显著扩大，CD44v9⁺增殖细胞大量增加。

小凹细胞是受Rab25缺陷影响的主要谱系

对1月龄年轻小鼠的分析显示，Rab25缺失特异性导致MUC5AC⁺小凹细胞谱系显著增加，而主细胞（MIST1⁺）、壁细胞（ATP4A⁺）、颈粘液细胞（GSII⁺）和内分泌细胞（CHGA⁺）数量无显著变化。超微结构观察发现Rab25 KO小鼠小凹细胞形态异常，胞质内出现大空泡。增殖细胞核抗原（MKI67）染色显示Rab25 KO小鼠胃体腺顶部增殖细胞增加，特别是MKI67⁺/MUC5AC⁺前小凹细胞显著增多。

Rab25不参与胃酸分泌的生理功能

鉴于RAB11A已知参与壁细胞酸分泌功能，研究人员探讨了Rab25是否具有类似功能。免疫荧光显示RAB25不与壁细胞泌酸小管标记物EZRIN共定位。原代培养的壁细胞在组胺刺激下，WT和Rab25 KO细胞均能正常形成顶膜分泌小管并扩张。体内实验也证实Rab25 KO小鼠胃pH值和血清胃泌素水平与WT无差异，说明小凹增生与胃酸缺乏和高胃泌素血症无关。

Rab25协调TGFA分泌并影响小凹细胞中EGFR激活

单细胞测序显示TGFA/Tgfa在胃体上部上皮细胞（包括祖细胞、前壁细胞和小凹细胞）中高表达，与Rab25分布相似。蛋白质印迹分析发现Rab25 KO小鼠膜结合型pro-TGFA显著增加，而Tgfa mRNA和细胞内蛋白水平无变化。原代细胞培养实验中，Rab25 KO来源的上皮细胞分泌的TGFA显著增加，且EGFR和磷酸化EGFR（p-EGFR）阳性区域扩大。免疫细胞化学显示RAB25与TGFA阳性囊泡在核周区域密切相关。

TGFA中和可改善Rab25 KO小鼠的增生性病变

在人类Ménétrier's病患者样本中，RAB25表达降低。研究人员通过植入渗透泵持续给予抗TGFA抗体进行体内中和实验，发现抗体治疗显著减少了年轻Rab25 KO小鼠的前小凹细胞数量和黏膜增生。在9月龄老年Rab25 KO小鼠中，TGFA抗体治疗明显减轻了黏膜增厚和增生性病变，并抑制了EGFR及其下游ERK磷酸化信号的激活。

研究结论表明，Rab25通过调控TGFA的分泌在胃黏膜稳态中发挥关键作用。Rab25缺失导致TGFA分泌增加，进而异常激活EGFR信号通路，促进祖细胞向小凹细胞谱系定向，长期作用则引发小凹增生性病变，类似人类Ménétrier's病的病理特征。TGFA中和抗体能逆转这一表型，证实了TGFA/EGFR信号通路在该病理过程中的核心地位。

这项研究的重要意义在于首次明确了RAB25在胃上皮细胞中的生理功能，揭示了其通过调控生长因子分泌维持胃黏膜稳态的新机制，为理解Ménétrier's病等胃增生性疾病的发病机制提供了新的视角，并提示靶向RAB25-TGFA-EGFR轴可能成为治疗此类疾病的潜在策略。研究还展示了细胞内运输调控在组织稳态维持中的重要性，为上皮生物学研究提供了新的思路。