揭秘乳糜泻发病机制：CXCR3/PLC/IP3-IP3R 轴如何点燃肠道上皮细胞的内质网应激反应

《Biology Direct》：The CXCR3/PLC/IP3-IP3R axis is responsible for the ignition of UPR in intestinal epithelial cells exposed to gliadin peptide, during the onset of celiac disease

乳糜泻（CD）是一种自身免疫病，发病机制不明。研究人员针对细胞外麦醇溶蛋白肽（PT）引发肠道上皮细胞（IECs）内质网（ER）应激的机制展开研究。结果发现 CXCR3/PLC/IP3/IP3R 信号通路被 PT 激活，这为 CD 治疗提供了新方向。

　　在人体的肠道世界里，有一种神秘的 “敌人”—— 麦醇溶蛋白肽（PT），它是小麦中麸质的成分之一。对于乳糜泻（Celiac Disease，CD）患者来说，这个 “敌人” 可不简单。CD 是一种自身免疫病，不仅会引发肠道慢性炎症，还可能 “攻击” 肝脏、皮肤、中枢神经系统等身体其他部位。目前，除了终生遵循无麸质饮食，并没有有效的治疗方法，而且即便严格执行无麸质饮食，也并非所有患者都能完全康复。

为了深入了解 CD 的发病机制，探寻潜在的治疗靶点，来自意大利的研究人员展开了相关研究，研究成果发表在《Biology Direct》上。

研究人员主要运用了细胞实验和体外肠道系统（GEVS）实验这两种关键技术方法。在细胞实验方面，选用 CaCo-2 细胞和人胚肾 293（HEK）细胞进行研究；体外肠道系统实验则使用 13 日龄 Balb/c 小鼠的小肠进行培养。

研究结果如下：

1. PT 通过 PLC/IP₃/IP₃R 轴促进 ER 释放 Ca²⁺：研究人员推测 PT 刺激细胞溶质中 Ca²⁺浓度增加是通过 IP₃介导的内质网主动释放。为此，他们用 U73122 抑制磷脂酶 C（PLC）的活性，发现 PT 刺激引起的细胞溶质 Ca²⁺浓度增加、内质网应激标记物上调以及 TG2 mRNA 表达上调都被完全抑制。在 GF 小鼠小肠的 GEVS 实验中也得到了相同结果，表明 PT 通过 PLC/IP₃/IP₃R 信号通路刺激内质网主动释放钙，进而诱导内质网应激，而非内质网应激诱导的结果。
2. PT 通过跨膜 CXCR3 激活 PLC：有研究表明质膜蛋白 CXCR3 可能是 PT 的潜在受体，且 CXCR3 作为 G 蛋白偶联受体（GPCR）可激活 PLC。研究人员检测了受体在 CaCo-2 细胞和小鼠肠道组织中的表达，并使用 CXCR3 拮抗剂 AMG 487 进行实验。结果显示，抑制 CXCR3 显著抑制了 PT 诱导的细胞溶质钙浓度增加、内质网应激，以及下游的 TG2 上调和 CFTR 下调，同时还抑制了促炎细胞因子的产生和组织通透性的失调，在体内实验中也得到了验证。
3. CXCR3 作为 PT 受体作用于 IECs：以几乎不表达 CXCR3 的 HEK 细胞为模型，研究发现 PT 不能诱导其内质网应激反应，而稳定过表达 CXCR3 的 HEK 细胞在暴露于 PT 后，内质网应激标记物表达增加，证明 CXCR3 是 PT 诱导内质网应激反应的关键。
4. Gadd153 增强 CXCR3 的表达：研究人员发现 PT 刺激可使 CaCo-2 细胞和 GF 小鼠小肠中 CXCR3 蛋白水平增加，且 UPR 抑制可阻止这种增加。进一步研究表明，Gadd153 在 PT 刺激后表达立即增加，且其表达受 UPR 三个主要分支的调控，抑制 Gadd153 表达可阻止 CXCR3 上调。这说明 PT 通过内质网应激依赖的 Gadd153 表达增加来提高 CXCR3 的表达。

研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 CXCR3/PLC/IP₃/IP₃R 信号通路在乳糜泻发病机制中的关键作用。PT 与 IECs 上的 CXCR3 受体相互作用，激活 PLC 产生 IP₃，IP₃与内质网膜上的 IP₃R 结合，导致钙从内质网流出，引发内质网应激，进而影响组织通透性、TG2 和 CFTR 表达，促进促炎细胞因子的产生。同时，PT 还通过激活 Gadd153/CHOP 增强 CXCR3 的表达，形成正反馈回路。这一发现为理解 CD 的病理生理学提供了新视角，为开发潜在的治疗策略开辟了新途径，干扰 PLC/IP₃/IP₃R 信号通路有望成为调节 CD 患者炎症和内质网应激反应的新方法，为 CD 治疗带来新的希望。