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文献解读 | 细胞衰老如何引发肠道炎症?

发布时间:2026-01-23

溃疡性结肠炎(UC)作为一种慢性肠道炎症性疾病,正以惊人的速度在全球蔓延。尽管科学界已投入大量研究,其核心发病机制仍如迷宫般复杂。近期,一项发表于《Redox Biology》的研究揭示了ERβ缺乏通过线粒体分裂→线粒体DNA泄漏→激活cGAS-STING通路→加速结肠上皮细胞衰老→破坏肠道屏障并引发炎症的全新机制,为UC的预防与治疗提供了新靶点和新思路。



ERβ:被低估的肠道“守护基因”

临床证据链:研究团队发现,UC患者结肠组织中ERβ表达水平显著低于健康人群,且表达量与疾病严重程度(改良Mayo评分)呈强烈负相关。绝经后女性ERβ表达最低,恰是该人群UC高发期,提示ERβ是关键的遗传易感因子。

结肠组织ER β表达与UC患者病情严重程度的相关性

动物模型验证:ERβ基因全身敲除(KO)小鼠在无刺激下即出现自发结肠炎;在DSS诱导下,发病更早、死亡率更高、肠道损伤更严重。这直接证实ERβ缺失是UC的“加速器”。


创新机制解析:“线粒体分裂 - 细胞衰老”轴

这是本研究最突破性的贡献,将细胞能量代谢、衰老与肠道炎症紧密串联:

1.ERβ缺失→线粒体过度分裂

ERβ作为一种转录因子,正常情况下结合于线粒体分裂关键基因Drp1的沉默子区域,抑制其表达。ERβ缺失后,Drp1表达失控,导致线粒体(细胞的“能量工厂”)过度分裂、功能紊乱。


2.线粒体分裂→ mtDNA泄漏→ cGAS-STING激活

过度分裂的线粒体无法维持完整性,其内部的线粒体DNA(mtDNA)泄漏到细胞质中。泄漏的mtDNA被胞质中的“警报器”cGAS识别,进而激活STING信号通路——这是一条已知的促炎与促衰老核心通路。


3.cGAS-STING激活→结肠上皮细胞衰老

通路激活直接推高细胞衰老标志物(P16、P21、β-Gal)的表达,导致结肠上皮细胞进入不可逆的衰老状态。衰老细胞不仅失去正常功能,还会分泌大量促炎因子(SASP),如IL-6、IL-8。


4.细胞衰老→双重打击导致UC易感

屏障破坏:衰老上皮细胞增殖能力下降、凋亡增加,肠道物理屏障出现“漏洞”。

炎症启动:SASP因子直接招募并激活免疫细胞,引发持续性低度炎症。

结果:一个“漏洞百出”且“烽火连天”的肠道环境,极易在饮食、压力等轻微刺激下爆发为典型UC。

本研究不仅描绘了“ERβ缺失→ Drp1介导线粒体分裂→ mtDNA-cGAS-STING通路激活→上皮细胞衰老→屏障破坏与炎症→ UC易感”这一清晰而新颖的发病链条,更示范了如何运用先进的AAV基因递送技术在活体动物中对其进行精准验证。


AAV病毒包装技术:本研究的“基因手术刀”

本研究的机制深度验证,高度依赖于能够实现细胞类型特异性基因操作的AAV病毒技术。

AAV在本文中的三大核心应用与价值:

精准细胞靶向,排除干扰

使用AAV9-villin-shEsr2病毒:通过结肠上皮细胞特异性villin启动子,仅在该细胞中敲低ERβ,避免了全身敲除模型中免疫、内分泌等多系统混杂影响,精准锁定ERβ在肠道上皮细胞内的独立功能。

构建因果模型,验证假说

使用AAV9-villin-P16病毒:人为仅在结肠上皮细胞中过表达衰老蛋白P16,成功模拟了“细胞衰老”这一单一变量,并直接观察到UC易感性增加,建立了“上皮细胞衰老→ UC易感”的因果关系。

提供治疗思路验证

使用AAV9-villin-Esr2病毒:在结肠上皮细胞中特异性过表达ERβ,逆转了疾病易感性,证明了靶向增强肠道ERβ表达的治疗潜力。


泓迅生物——AAV包装服务赋能

泓迅生物提供的AAV包装服务如何支撑此类尖端研究:

• 定制化载体构建能力

根据研究者设计的villin-shEsr2、villin-P16等序列,泓迅生物可高效完成质粒构建、病毒包装与纯化,提供高滴度、高感染活性的AAV9病毒颗粒。AAV9血清型对肠道上皮细胞具有天然的高转导效率,是本研究的理想选择。

• 严格的质量控制体系

确保病毒无支原体污染、空壳率低、批次间稳定性高,满足动物体内实验的严格要求,保障实验结果的可靠性与可重复性。

• 一站式技术解决方案

从最初的载体设计咨询、到病毒生产、再到体内注射技术指导,泓迅生物提供全流程支持,让科研人员能专注于科学问题本身,而非技术细节。


泓迅生物作为可靠的病毒包装服务提供商,为此类机制研究提供了坚实的技术支持,助力科研人员实现从基因到表型的精准解析。


未来,随着AAV技术的不断进步与优化,其在基因治疗、疾病模型构建及机制研究中的应用将更加广泛,为多种疾病的预防与治疗带来新的可能性。


为什么选择泓迅

泓迅生物依托于AI赋能的生物智能分析专利技术,以及近百亿碱基合成经验,为您提供从基因合成、载体构建到蛋白质表达和纯化的一站式服务。

领先的技术优势—AI密码子优化分析(专利技术)

更高的价值服务—合成生物学一站式解决方案


[1] Guo Y, He Y, Zhu Y, et al. Estrogen receptor β deficiency increases the susceptibility to ulcerative colitis by inducing mitochondrial fission and consequently accelerating senescence of colonic epithelial cells. Redox Biol. 2025 Dec;88:103919. 

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