GPR35：调控细胞渗透压，影响健康的关键 “开关”

《Communications Biology》：GPR35 prevents osmotic stress induced cell damage

研究人员针对高盐饮食相关疾病问题，开展 GPR35 在离子稳态中作用的研究，发现其能防渗透应激损伤。

　　《GPR35：调控细胞渗透压，影响健康的关键 “开关”》

在日常生活中，盐是不可或缺的调味剂，然而过量摄入盐却与多种疾病密切相关。如今，加工食品中盐分泛滥，“西式化” 饮食模式盛行，使得盐摄入过量问题愈发严重。高盐饮食与多种疾病紧密相连，比如肠道炎症性疾病，像克罗恩病（Crohn’s disease）和溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）等。在过去的 50 年里，克罗恩病在西方世界的发病率增长了超 10 倍，并且在全球范围内呈上升趋势，这种增长无法单纯用遗传因素解释，环境因素尤其是高盐饮食，成为了重要的研究方向。

在这样的背景下，来自英国剑桥大学（University of Cambridge）等机构的研究人员展开了深入研究，试图揭开高盐饮食影响健康的神秘面纱。他们聚焦于一种名为 G 蛋白偶联受体 35（G-protein coupled receptor 35，GPR35）的蛋白质，探究其在细胞离子稳态以及相关疾病中的作用机制。该研究成果发表在《Communications Biology》杂志上，为深入理解相关疾病的发病机制和潜在治疗靶点提供了重要依据。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在细胞实验方面，运用 siRNA 转染技术敲低细胞中 GPR35 的表达，以此观察细胞的变化；利用流式细胞术（FACS）测量细胞大小；借助比色荧光探针检测细胞内 Na⁺和 K⁺浓度；采用 LC-MS 代谢组学技术分析细胞内有机渗透物的变化。在动物实验中，使用基因编辑小鼠，包括 Gpr35 基因敲除小鼠和携带特定突变的小鼠，通过给小鼠喂食高盐饮食（HSD）或正常饮食（LSD），观察小鼠的生理变化，并进行组织学分析、免疫组化等检测。同时，研究人员还获取了人类患者的结肠黏膜活检样本进行相关分析。

下面让我们详细了解一下具体的研究结果：

1. GPR35 调节渗透压：研究人员通过敲低 GPR35 表达发现，多种癌细胞系、骨髓来源的巨噬细胞以及小鼠肠道上皮细胞的体积均显著增大。进一步研究表明，GPR35 缺陷会导致细胞内 Na⁺浓度升高，K⁺水平也相应改变。有趣的是，给予野生型小鼠高盐饮食后，其肠道上皮细胞大小与 Gpr35 敲除小鼠相似。这一系列结果表明，GPR35 通过直接调节 Na⁺/K⁺-ATP 酶的活性，影响细胞内离子浓度，进而调控细胞渗透压。
2. GPR35 缺乏导致渗透压应激：GPR35 缺失会使细胞内有机渗透物如甘油磷酸胆碱（GPC）等水平降低，这是细胞为了平衡因离子失衡导致的高渗透压而做出的补偿反应。同时，研究发现 GPR35 缺陷细胞中应激激活蛋白激酶 p38 MAPK 的磷酸化水平升高，这是渗透压应激的重要标志。在溃疡性结肠炎（UC）和原发性硬化性胆管炎（PSC）患者的活检样本中，也观察到 GPC 水平显著降低，进一步证实了 GPR35 缺乏与渗透压应激之间的关联。
3. GPR35 受渗透压应激诱导表达：研究人员发现，细胞在高渗环境下，GPR35 mRNA 的表达会显著增加。深入研究揭示，这种表达上调是通过核因子活化 T 细胞 5（NFAT5）介导的，NFAT5 是细胞对渗透压应激反应的关键转录调节因子。当沉默 NFAT5 表达时，高渗应激诱导的 GPR35 mRNA 表达增加现象被完全阻断，这表明 NFAT5 在 GPR35 表达调控中起着核心作用。
4. GPR35 促进 Na⁺依赖的氨基酸摄取：肠道对营养物质的吸收依赖于 Na⁺/K⁺ATP 酶产生的电化学梯度。研究表明，GPR35 在这一过程中发挥着重要作用，它能够促进肠道上皮细胞对谷氨酰胺的摄取。实验显示，GPR35 表达的细胞对谷氨酰胺的消耗明显高于 GPR35 沉默的细胞。进一步研究发现，GPR35 可能通过调节 Na⁺依赖的氨基酸转运体 SLC6A14 的表达，来影响谷氨酰胺的摄取。
5. GPR35 缺失导致细胞增殖受损：研究人员发现，敲低 GPR35 表达后，多种癌细胞系的增殖能力显著下降。在不同 NaCl 浓度的培养基中培养细胞发现，生理浓度的 Na⁺会抑制 GPR35 沉默细胞的增殖，而降低 Na⁺浓度则能部分恢复其增殖能力。这表明 GPR35 缺失导致的细胞内 Na⁺过载和渗透压应激，是抑制细胞增殖的重要原因。在高盐饮食的小鼠模型中，也观察到肠道上皮细胞增殖和再生能力下降，这进一步证实了 GPR35 在维持细胞增殖中的重要作用。
6. 高盐饮食抑制肠道再生：高盐饮食会加剧小鼠的结肠炎症状，导致肠道上皮细胞 p38 MAPK 磷酸化水平升高，炎症细胞浸润增加，肠道增殖和再生能力下降。在 Gpr35 基因敲除小鼠中，这些症状更为严重，且高盐饮食对其影响更为显著。此外，高盐饮食还会导致野生型小鼠的杯状细胞大小和数量减少，而 Gpr35 敲除小鼠的杯状细胞在正常饮食下就已经存在明显异常，高盐饮食对其影响较小。这表明 GPR35 在维持肠道上皮细胞的正常功能和对抗高盐饮食引起的损伤中发挥着关键作用。

综合以上研究结果，GPR35 在维持细胞和机体的 Na⁺和 K⁺稳态方面发挥着至关重要的作用。它通过调节 Na⁺/K⁺-ATP 酶的活性，影响细胞渗透压、营养物质摄取以及细胞增殖等重要生理过程。GPR35 的缺陷或功能异常与多种疾病，如肠道炎症性疾病和癌症等密切相关。此外，研究还发现 GPR35 的表达受渗透压应激调控，NFAT5 在这一过程中起着关键作用。这项研究不仅揭示了 GPR35 在细胞生理和病理过程中的重要功能，还为开发针对相关疾病的新型治疗策略提供了潜在的靶点，为未来的医学研究和临床治疗开辟了新的方向。