低压低氧对肠黏膜屏障及LINE-1核酸内切酶变异体GCRG213表达的影响

摘要

背景 长散在核元件-1(long interspersed nuclear element-1,LINE-1或L1)是目前基因组中唯一活跃的自主反转录转座元件，低压低氧环境可以改变L1的甲基化程度。目的 探究低压低氧环境对肠黏膜中L1核酸内切酶(L1 endonuclease,L1-EN)变异体GCRG213表达水平及以闭合蛋白(Occludin)和紧密连接蛋白-1(Claudin-1)表达水平为指标的肠黏膜机械屏障功能的影响。方法 利用免疫组织化学染色(immunohistochemical staining,IHC)检测人正常小肠、结肠组织及小鼠正常结肠组织的GCRG213表达，观察GCRG213蛋白在正常肠道中的分布规律。将雄性C57BL/6小鼠随机分为实验组和对照组。实验组模拟海拔6 000 m环境，饲养7 d构建低压低氧小鼠模型，对照组常压常氧饲养。将人正常结肠上皮细胞NCM-460随机分为常氧组以及低氧24 h、48 h组，常氧组于常氧环境正常培养，低氧组分别于0.3%O2浓度下培养24 h、48 h构建低氧细胞模型。使用qPCR、Western blot技术检测GCRG213、Occludin和Claudin-1在小鼠结肠组织及人NCM-460细胞中表达水平的变化。结果 人正常小肠、结肠及小鼠结肠组织IHC结果一致显示，GCRG213表达于肠黏膜柱状上皮细胞胞质中，而在杯状细胞中未见表达。在动物实验中，与常氧组相比，低压低氧组小鼠结肠组织GCRG213在mRNA水平(P<0.05)和蛋白水平(P<0.01)均表达上调；同时，Occludin在蛋白水平表达下调(P<0.05)。在细胞实验中，低氧暴露后NCM-460细胞中GCRG213在mRNA(P<0.001)和蛋白水平(P<0.01)均表达上调，其中低氧24 h组GCRG213表达水平低于低氧48 h组，Occludin、Claudin-1在mRNA水平(P<0.01;P<0.001)表达下调，其中低氧24 h组表达水平均低于低氧48 h组，Occludin蛋白水平表达在低氧48 h组出现下调(P<0.05)。结论 L1-EN变异体GCRG213在人和小鼠正常结肠组织黏膜柱状上皮细胞胞质内存在表达；在体内外模型中，低压低氧暴露下结肠黏膜上皮细胞GCRG213表达升高，同时观察到低压低氧对结肠黏膜紧密连接完整性产生影响，表现为Occludin、Claudin-1蛋白表达水平的降低。

关键词

低压低氧 / 肠黏膜 / 紧密连接蛋白 / GCRG213 / LINE-1