ERAP1下调通过免疫调控和基因表达改变影响DSS诱导性结肠炎发病及柳氮磺吡啶治疗响应

本研究揭示内质网氨肽酶1（ERAP1）在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎模型中的关键作用：ERAP1+/-小鼠表现出加重的结肠炎表型，伴随中性粒细胞、树突状细胞（DCs）和NK1.1+细胞浸润异常，RNA测序鉴定出428个差异表达基因（DEGs），其中Anxa9、Atp2a1等11个基因显著上调。研究发现ERAP1单倍剂量不足会削弱柳氮磺吡啶（SSZ）的治疗效果，为炎症性肠病（IBD）的精准治疗提供新靶点。

　　

1 引言

溃疡性结肠炎（UC）作为炎症性肠病（IBD）的主要亚型，其特征是结肠黏膜慢性炎症和上皮屏障损伤。内质网氨肽酶1（ERAP1）因其在抗原加工和免疫调节中的核心作用备受关注——该酶通过修剪抗原前体肽段调控主要组织相容性复合体（MHC）呈递，其单核苷酸多态性（SNPs）与多种自身免疫疾病相关。然而，ERAP1在UC发病及柳氮磺吡啶治疗响应中的具体机制尚未阐明。本研究采用ERAP1杂合（ERAP1^+/-）小鼠模型，首次系统揭示了ERAP1表达水平对DSS诱导性结肠炎病理进程及标准治疗药物应答的影响。

2 材料与方法

实验选用C57BL/6背景的ERAP1^+/-小鼠，通过2.5% DSS循环给药建立慢性结肠炎模型。创新性采用"7天DSS+7天恢复"的双循环方案模拟人类UC的发作-缓解特征。治疗组在第二循环恢复期接受40 mg/kg柳氮磺吡啶干预。通过流式细胞术系统分析外周血白细胞（PBLs）和肠上皮内淋巴细胞（IELs）中Ly6G⁺CD11b⁺中性粒细胞、CD40⁺/CD80⁺树突状细胞等免疫亚群变化。结合结肠组织RNA测序和qPCR验证，采用Geboes评分系统量化组织病理学损伤。

3 结果

3.1 ERAP1缺陷加重结肠炎表型

ERAP1^+/-小鼠在DSS处理后体重下降幅度较野生型（WT）增加50%，结肠缩短更显著。组织学显示ERAP1^+/-组出现广泛上皮损伤和隐窝结构破坏，Geboes评分较WT组升高2.3倍。值得注意的是，柳氮磺吡啶仅能缓解WT小鼠的炎症指标，对ERAP1^+/-小鼠无效。

3.2 免疫细胞动态失衡

流式分析揭示ERAP1^+/-小鼠存在特征性免疫失调：

• •

  中性粒细胞：外周血Ly6G⁺CD11b⁺细胞增加70%，且柳氮磺吡啶治疗无法抑制其浸润

• •

  树突状细胞：CD40⁺和CD80⁺亚群在ERAP1^+/-组持续激活，CD86⁺细胞却减少31%

• •

  T/NK细胞：结肠IELs中CD8⁺NK1.1⁺细胞在WT组经治疗恢复63%，而ERAP1^+/-组持续低下

3.3 转录组特征与关键基因

RNA-seq鉴定出428个差异表达基因，其中28个与结肠炎或结直肠癌（CRC）相关。qPCR证实：

• •

  促炎基因Anxa9和Atp2a1在ERAP1^+/-组表达较WT组分别升高4.2倍和3.8倍

• •

  免疫调节基因Hepacam2基础表达量即增加53%，治疗后进一步上调

• •

  Foxp3表达在ERAP1^+/-组降低64%，提示调节性T细胞（Treg）功能受损

4 讨论

本研究首次阐明ERAP1通过三重机制调控结肠炎进程：

1） 免疫检查点调控：ERAP1缺陷导致CD40/CD80-CD86共刺激分子表达失衡，使树突状细胞持续处于激活状态；

2） 上皮-免疫对话：Anxa9/Wnt通路和Atp2a1/Ca²⁺信号异常加剧上皮损伤；

3） 治疗抵抗：ERAP1单倍剂量不足使柳氮磺吡啶无法有效抑制中性粒细胞浸润和促炎基因表达。

5 结论

ERAP1表达水平是决定结肠炎严重程度和治疗响应的关键因素，其单倍剂量不足通过改变抗原呈递格局、破坏免疫稳态、诱导特征性基因表达谱，最终导致常规抗炎治疗失效。该研究为IBD的精准分型和靶向治疗提供了新的分子标记和干预策略。