馬軍宏，于向陽(yáng)，張 楠，周振理

緊密連接蛋白與腸黏膜屏障損傷研究進(jìn)展

馬軍宏1，2，于向陽(yáng)2，張 楠2，周振理2

臨床上許多疾病的發(fā)生發(fā)展都與腸黏膜屏障功能有關(guān)，緊密連接是腸黏膜上皮細(xì)胞之間的主要連接方式，對(duì)維持腸黏膜屏障機(jī)械結(jié)構(gòu)完整和正常功能發(fā)揮起重要作用。Claudin-1屬緊密連接蛋白claudins家族，是構(gòu)成緊密連接的主要骨架蛋白之一。作為緊密連接蛋白原纖維形成的主要成分，Claudin-1基因表達(dá)具有組織特異性，在正常腸黏膜上皮細(xì)胞間高表達(dá)，參與維持上皮細(xì)胞極性和調(diào)節(jié)腸屏障的通透性，對(duì)于維持腸上皮結(jié)構(gòu)和功能，保護(hù)腸道屏障完整性，防止毒性大分子物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)等方面起著重要作用。

claudin-1；腸黏膜屏障損傷；研究進(jìn)展

1 Claudin-1的結(jié)構(gòu)和功能

緊密連接由咬合蛋白o(hù)ccludin、閉合蛋白claudins和連接黏附分子（junction adhesion moleucule，JAMs)3種完整的膜蛋白和閉合小環(huán)蛋白(ZO-1、ZO-2和ZO-3)等外周胞漿蛋白組成。其中claudins為跨膜蛋白，功能最為重要，是構(gòu)成緊密連接的主要骨架蛋白[1]。Claudin-1是claudins家族的主要成員之一，也是最先分離出來的緊密連接跨膜蛋白，分子量為20 000，由211個(gè)氨基酸殘基組成兩個(gè)細(xì)胞外環(huán)和一個(gè)短的細(xì)胞內(nèi)環(huán)，相鄰細(xì)胞間通過外環(huán)以“拉鏈”狀結(jié)構(gòu)封閉。Claudin-1的編碼基因定位于人類染色體3q28-q29，其表達(dá)具有組織特異性，在小腸、肝、腎、心臟、腦、脾、肺等組織中均檢測(cè)到Claudin-1不同程度的表達(dá)[2]。

Claudin-1蛋白對(duì)于維持細(xì)胞間緊密連接的完整性和上皮細(xì)胞屏障功能的正常發(fā)揮具有重要作用，Claudin-1蛋白的表達(dá)異常引起屏障功能紊亂，導(dǎo)致緊密連接功能失調(diào)和組織滲透性的增加，是包括炎癥性腸病、腹瀉在內(nèi)多種疾病的共同特征。表達(dá)水平的檢測(cè)不僅可以反映腸道屏障的破壞情況，也可以反映腸道屏障的恢復(fù)程度。腸黏膜組織Claudin-1mRNA蛋白表達(dá)降低，則說明緊密連接遭到破壞，腸黏膜通透性增加，腸黏膜組織受損；給予干預(yù)治療后，腸黏膜組織Claudin-1mRNA蛋白表達(dá)逐步提高，腸黏膜屏障損傷得到修復(fù)，改善了腸黏膜通透性，抑制腸道細(xì)菌移位[3]。此外，Claudin-1還參與細(xì)胞離子通道的構(gòu)成，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外離子平衡[4]。

2 Claudin-1的調(diào)節(jié)

2.1 化學(xué)修飾調(diào)節(jié) Claudin蛋白N-末端和C-末端位于細(xì)胞內(nèi)，其C-末端能與ZO-1和ZO-2相互作用，促進(jìn)緊密連接的合成。Claudin-1可通過翻譯后修飾調(diào)節(jié)其活性，包括磷酸化、甲基化、乙酞化、十六烷?；?，其中，磷酸化調(diào)節(jié)最為重要[5]。

2.2 基因表達(dá)的調(diào)控 基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制較為復(fù)雜，主要調(diào)節(jié)Claudin-1轉(zhuǎn)錄和翻譯的調(diào)節(jié)。研究表明，組蛋白乙酰酶抑制劑能刺激一些緊密連接相關(guān)蛋白的表達(dá)。組蛋白修飾、類視黃醇等促分化劑的調(diào)節(jié)可能在mRNA和蛋白質(zhì)水平調(diào)節(jié)Claudin-1的表達(dá)。隨細(xì)胞接觸部位數(shù)量的增加，Claudin-1蛋白表達(dá)增加而其mRNA無(wú)明顯變化，表明翻譯后水平的調(diào)節(jié)參與了Claudin-1的表達(dá)[6]。

2.3 與Claudin-1相關(guān)的信號(hào)通路 Claudin-1可能是R-catenin/Tcf信號(hào)通路的靶基因[7]。Claudin-1過度表達(dá)可抑制E-cadherin表達(dá)，使R-catenin/Tcf信號(hào)通路上調(diào)，R-catenin/Tcf信號(hào)通路上調(diào)可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。文獻(xiàn)報(bào)道通過增進(jìn)組織蛋白酶L活性，可促進(jìn)Claudin-1在腸道腫瘤中的高表達(dá)[8]。

3 Claudin-1與腸黏膜屏障損傷

緊密連接包含眾多蛋白復(fù)合體，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞旁的通透性，其中跨膜蛋白Claudin-1最具有代表性[9]。炎性腸病、腸道感染時(shí)，由于緊密連接崩解，引起腸上皮細(xì)胞旁通透性增加，導(dǎo)致腸黏膜屏障斷裂破壞。研究發(fā)現(xiàn)在炎性反應(yīng)性腸病活動(dòng)期結(jié)腸黏膜固有層中，緊密連接Claudin-1及其mRNA表達(dá)顯著降低，腸上皮通透性增加[10]。結(jié)腸炎大鼠腸黏膜上皮細(xì)胞間緊密連接蛋白Claudin-1蛋白表達(dá)下調(diào)，腸黏膜屏障結(jié)構(gòu)破壞[11]。陳振勇[12]等發(fā)現(xiàn)梗阻性黃疸大鼠在補(bǔ)充高血糖素多肽-2后，能恢復(fù)和維持小腸黏膜上皮屏障的完整性，Claudin-1蛋白表達(dá)上高，可抑制細(xì)菌在腸道黏膜上的黏附，阻止上皮細(xì)胞滲透性增加，保護(hù)腸黏膜屏障功能。近年來研究發(fā)現(xiàn)，Claudin-1的表達(dá)受多種因素影響。益生菌對(duì)三硝基苯磺酸（trinitro-benze-sulfonic acid，TNBS）誘導(dǎo)大鼠結(jié)腸炎腸黏膜屏障具有明顯的保護(hù)作用，其作用機(jī)制可能是通過上調(diào)腸上皮細(xì)胞緊密連接蛋白Claudin-1的表達(dá)，通過上調(diào)緊密連接Claudin-1的表達(dá)，降低血中TNF-a、IL-8和D-乳酸水平，減輕腸上皮的損傷，降低腸道通透性，保護(hù)腸黏膜上皮間的緊密連接結(jié)構(gòu)，改善腸黏膜屏障功能，從而達(dá)到抗炎作用并維持屏障功能完整性[13-14]。

研究發(fā)現(xiàn)，一些中醫(yī)治療可以調(diào)節(jié)腸黏膜Claudin-1表達(dá)水平，保護(hù)腸黏膜屏障。為研究清腸化濕方對(duì)實(shí)驗(yàn)性大鼠結(jié)腸炎結(jié)腸組織Claudin-1表達(dá)水平的影響，翟金海等[15]用免疫組化觀察結(jié)腸上皮Claudin-1蛋白的表達(dá)情況，用實(shí)時(shí)熒光定量PCR法檢測(cè)Claudin-1mRNA相對(duì)表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)清腸化濕方可明顯減輕大鼠結(jié)腸炎模型結(jié)腸組織Claudin-1蛋白損傷，保護(hù)緊密連接，從而達(dá)到治療潰瘍性結(jié)腸炎的目的。重癥急性胰腺炎時(shí)血漿內(nèi)毒素及D-乳酸濃度升高，此時(shí)即存在腸黏膜屏障損傷，腸黏膜通透性增加，腸黏膜組織Claudin-1mRNA、蛋白表達(dá)顯著降低，表明重癥急性胰腺炎時(shí)腸組織緊密連接遭到破壞，給予氧化苦參堿干預(yù)治療后，血漿內(nèi)毒素、D-乳酸濃度逐步降低，腸黏膜組織Claudin-1mRNA、蛋白表達(dá)逐步提高，說明腸黏膜屏障損傷得到修復(fù)，改善了腸黏膜通透性，抑制腸道細(xì)菌移位；但氧化苦參堿對(duì)正常腸黏膜無(wú)損傷，揭示了氧化苦參堿通過靶向調(diào)控蛋白Claudin-1限制腸上皮細(xì)胞旁間隙通透性的機(jī)制，為預(yù)防和治療重癥急性胰腺炎繼發(fā)腸黏膜屏障損害提供了新途徑[16-17]。白小武等[18]觀察到大黃素能增加腸缺血再灌注大鼠腸黏膜Claudin-1含量，提示大黃素可以緩解腸缺血再灌注造成的腸道損傷、保護(hù)腸上皮細(xì)胞間緊密連接，對(duì)腸黏膜屏障具有保護(hù)作用。克羅恩病的結(jié)腸黏膜TNF-a的異常增高可導(dǎo)致腸上皮緊密連接Occludin、Claudin-1和ZO-1及其mRNA表達(dá)顯著降低，腸上皮緊密連接的結(jié)構(gòu)和功能障礙，采用溫和灸和隔藥灸兩種不同艾條療法干預(yù)后，隨著結(jié)腸黏膜TNF-a含量的減少，腸上皮緊密連接occludin、Claudin-1 和ZO-1及其mRNA表達(dá)增高，達(dá)到保護(hù)和修復(fù)克羅恩患者腸上皮屏障功能的作用[19]。

4 總結(jié)與展望

腸黏膜屏障功能受損與臨床多種疾病的發(fā)生發(fā)展有密切的關(guān)系，其中一個(gè)重要的原因是Claudin-1表達(dá)變化[20]。該基因表達(dá)的改變涉及轉(zhuǎn)錄、翻譯及之后的化學(xué)修飾等復(fù)雜機(jī)制，這些變化對(duì)腸道屏障功能障礙及其他相關(guān)疾病的發(fā)生和發(fā)展至關(guān)重要，且受到益生菌及某些中醫(yī)治療的調(diào)節(jié)，但其機(jī)制尚有待于進(jìn)一步闡明。相信隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)緊密連接作用機(jī)制的研究將得到更深入的認(rèn)識(shí)，從而在臨床相關(guān)疾病的防治方面發(fā)揮重要意義。

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（收稿：2014-10-22 修回：2015-01-16）

（責(zé)任編輯 張淑坤 屈振亮）

R656.7

A

1007-6948(2015)01-00106-02

10.3969/j.issn.1007-6948.2015.01.037

1.天津中醫(yī)藥大學(xué)研究生院（天津 300193）

2.天津市南開醫(yī)院（天津 300457）

馬軍宏，E-mail：majunhong1999@163.com