ALOX15功能人源化通过提升RvD5生成缓解小鼠结肠炎但不影响足爪水肿的机制研究

来源：作者：人气：-发表时间：2025-07-14 13:11:00【大中小】

摘要：研究发现：在DSS诱导的结肠炎模型中，Alox15-KI小鼠因结肠组织RvD5水平显著升高而表现出抗炎保护。

研究背景：种属差异困扰下的脂氧合酶之谜

在炎症疾病研究中，脂氧合酶ALOX15一直扮演着矛盾角色——它既能促进炎症消退，又能加剧病理损伤。这种双重身份因哺乳动物间的催化特异性差异而更加复杂：人类ALOX15催化花生四烯酸（AA）生成15-氢过氧化二十碳四烯酸（15-H(p)ETE），而小鼠同源酶Alox15却主要产生12-加氧产物（12-H(p)ETE）。由于15-脂氧合路径更高效合成特化促消退介质（SPMs），传统小鼠模型难以准确模拟人类ALOX15的生物学功能，严重阻碍了转化研究。

图1 功能性人源化15-脂氧合酶-1 (Alox15) 保护小鼠免受葡聚糖硫酸钠诱导的肠道炎症

研究策略：基因编辑破解种属壁垒

为破解这一难题，德国柏林夏里特医学院（Charité-Universit?tsmedizin Berlin）与波茨坦大学的研究团队采用CRISPR/Cas9技术，构建了携带Leu353Phe突变的Alox15基因敲入小鼠（Alox15-KI）。该突变使人源化小鼠Alox15从12-脂氧合酶转变为15-脂氧合酶（图1验证），从而在遗传背景一致的模型中直接比较催化特异性对炎症的影响。研究通过两种经典模型评估其功能：

肠道炎症：葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导结肠炎

外周炎症：弗氏完全佐剂（CFA）诱导足爪水肿

关键技术方法

基因编辑与验证：CRISPR/Cas9介导Alox15 Leu353Phe点突变，通过腹腔灌洗细胞和骨髓细胞离体活性检测验证人源化酶功能（RP-HPLC/手性色谱分析产物谱）。

双炎症模型：

DSS模型（1.5%饮水8天）：以体重、结肠长度、组织学评分、促炎基因表达（qRT-PCR）为指标

CFA模型（50μg分枝杆菌悬液足垫注射）：以足爪容积、机械/热痛敏（von Frey/Hargreaves测试）、细胞因子表达为指标

脂质组学分析：固相萃取结合LC-MS/MS定量结肠组织40+种氧脂素（oxylipins），包括SPMs（RvD5、Mar-2、NPD-1）和经典介质（LTB4）。

研究结果：人源化ALOX15的疾病特异性保护

1. 人源化酶成功重塑脂氧合谱系（图1）

离体验证：Alox15-KI小鼠腹腔细胞催化AA生成15-HETE比例提升至90%（野生型仅8%），且15-HEPE、17-HDHA等15/17-加氧产物在结肠组织显著升高（*p<0.01）。

关键SPMs变化：结肠RvD5水平在Alox15-KI小鼠中持续高于野生型（图6J），而Mar-2因14-HDHA生成受阻显著降低（图6I），证实突变特异性改变SPMs合成能力。