基于内质网应激及PERK/eIF2α信号通路探讨亮菌多糖调控β-arrestin1抑制肠上皮干细胞凋亡防治化疗性肠黏膜损伤的作用与机制

The prevention and treatment of chemotherapy-induced intestinal mucosal injury (CIMI) is the key point to improve the quality of life of patients. The clinical practice shows that Armillarisin oral liquid might prove to be a promising strategy for protecting the small intestine from the chemotherapy-induced damage. But, actually, as its pharmacological activities, the lack of its mechanism still need to have a more detailed and in-depth discussion. Previous studies was performed to investigate the protective effect of Armillariella tabescens polysaccharides (ATPS) against chemotherapy-induced cell apoptosis in intestinal mucosal injury in mice. β-arrestins are regulators and mediators of G protein-coupled receptor signaling in cell apoptosis, division and growth. β-arrestin1 inhibits chemotherapy-induced intestinal stem cell apoptosis to alleviate intestinal mucositis in CIMI. Therefore, in our study, we explored the role of β-arrestin1 in ATPS-mediated inhibition of intestinal epithelial cell apoptosis, especially in Lgr5+ intestinal stem cells apoptosis and protect chemotherapy-induced intestinal mucosal injury. We also investigated the possible mechanism related to down regulation of endoplasmic reticulum stress (ERS) apoptosis related PERK/eIF2α signaling pathway. These findings suggest a potent inhibitory role of ATPS on CIMI via modulation of intestinal epithelial cell and Lgr5+ intestinal stem cells apoptosis. This observation might be of therapeutic value for identifying new agents that alleviate CIMI.

防治化疗性肠黏膜损伤（CIMI）是改善肿瘤患者生活质量的关键所在。中成药亮菌口服液在防治CIMI方面具有潜在的市场价值，但缺乏对其作用机制的深入探讨。前期研究发现，其主要成分亮菌多糖（ATPS）对CIMI具有保护作用，其机制可能与抑制肠上皮细胞凋亡发生有关。肠上皮干细胞在维持肠道屏障结构和功能的完整以及化疗损伤后的修复中扮演者重要角色。基于此，本项目拟结合体内外实验，从肠上皮Lgr5+干细胞凋亡的角度，进一步探讨亮菌多糖防治CIMI的作用及机制。以β-arrestin1为切入点，在细胞动物水平进行关联研究；揭示β-arrestin1在ATPS防治CIMI中的作用；并基于内质网应激反应及PERK/eIF2α信号通路阐明ATPS抑制肠上皮细胞及肠上皮Lgr5+干细胞凋亡的效应及机制。本研究不仅为ATPS作为CIMI防治的重要手段进行理论上的新探索，更重要的是为亮菌口服液的临床应用推广奠定基础。

在世界范围内，癌症的发病率呈持续上升趋势。化疗仍为抗肿瘤的重要治疗手段，贯彻于多种肿瘤的全程治疗。化疗性肠黏膜损伤（CIMI）是化疗患者最常见的副作用之一，严重制约了化疗在临床中的应用，并影响患者的生活质量。亮菌是我国最初发现并拥有自主知识产权的一种真菌，亮菌多糖（Armillariella tabescens polysaccharides，ATPS）是亮菌生长代谢过程中的有效产物，其具有增强机体免疫力、抗肿瘤及保护胃黏膜的作用。我们先前的研究证实，ATPS对顺铂所诱发的小鼠CIMI具有保护作用，其机制可能与抑制肠上皮细胞凋亡有关。在本研究中，我们首先研究了亮菌（AOS）对5-Fu导致小鼠肠黏膜损伤的影响及相关机制，并研究了主要有效单体成分ATPS对脂多糖导致的肠上皮IEC-6细胞炎性损伤的保护作用。此外，我们研究了β-arrestin1（Arrb1）的表达对ATPS保护肠上皮细胞免受炎性损伤及防治小鼠CIMI过程的影响，并着重研究了潜在分子机制。结果显示，ATPS治疗CIMI的作用是通过β-arrestin1（Arrb1）抑制PERK/eIF2α信号通路和内质网应激（ERS）实现。这项研究证实了ATPS在治疗CIMI方面的巨大潜力，并为进一步探索ATPS的临床应用提供了可靠的理论基础。