去乙酰化酶抑制剂调节肠上皮细胞紧密连接的信号通路

肠上皮细胞屏障的完整性是机体保持健康的重要基础，而上皮细胞间形成的紧密连接是维持屏障功能最基本的结构。由于构成分子突变或异常调节信号所致的紧密连接缺陷可导致许多严重疾病，例如Crohn氏病等。迄今，在生理状态下细胞信号分子如何调节紧密连接而维系肠上皮屏障功能尚不完全清楚。我们前期的研究发现：体内自然产生的组蛋白去乙酰化酶抑制剂能够激活AMPK，活化的AMPK进而促进紧密连接复合体的组装，从而实现对细胞屏障功能的调节。但是具体的信号通路环节仍未澄清。因此，我们拟以广泛使用的Caco-2和T-84细胞作为肠上皮屏障模型，鉴定AMPK被激活的上游激酶，并分析该激酶与相关组蛋白去乙酰化酶的调节关系；同时进一步探明激活的AMPK与紧密连接关键分子相互作用的分子细节，从而加深理解表观遗传调节对维系肠道屏障功能的重要性以及对机体重要生物过程的潜在意义，为相关肠道疾病的发病机理提供一定的参考依据。

该课题围绕去乙酰化酶抑制剂-丁酸盐（Sodium Butyrate）激活AMPK介导Caco-2细胞屏障模型紧密连接重组装的分子通路展开了研究。发现丁酸盐可以诱导细胞内钙离子浓度升高，而对细胞内ATP水平无显著影响，提示丁酸盐激活AMPK主要通过细胞内钙离子诱导；进一步研究发现，电压门控的钙离子受体通道特异抑制剂可以明显降低细胞内钙浓度，减弱丁酸盐对AMPK的激活作用，证明丁酸盐主要通过钙通道途径激活AMPK；此外，我们发现丁酸盐可激活CaMKK，而抑制CaMKK则阻断丁酸盐对AMPK的激活作用，进而阻碍了细胞的屏障功能。此外，通过特异抑制剂结合功能检测和生化分析发现：RhoA通路ROCK抑制剂可以显著降低丁酸盐对Caco-2细胞重组装的促进作用；活化的AMPK一方面可以促进磷酸化修饰而激活PKCβ-2，另一方面则抑制MLC2的S19磷酸化，阻碍了MLCK的功能，从而上调了细胞电阻力水平。因此，丁酸盐激活AMPK后主要通过活化PKCβ/RhoA/ /MLC2信号通路，最终促进了Caco-2细胞紧密连接的重组装。