MUCOSAL IMMUNOL：PRKAR2A缺失可通过添加IFN刺激的基因表白和调理肠道微生物群来维护小鼠免受试验性结肠炎的损害

炎症性肠病(IBD)是一组慢性、复发性胃肠道炎症性疾病，次要包含克罗恩病和溃疡性结肠炎(UC)，虽然已证实遗传易理性、上皮屏蔽缺点、免疫反馈失和谐肠道菌群失调等诸多因素参加了IBD的产生，但其发病机制仍未完整说明。

卵白激酶A(PKA)是一种丝/苏氨酸卵白激酶，通过感知环磷酸腺苷(cAMP)旌旗灯号并催化上游底物卵白的磷酸化而充任旌旗灯号转导器，在非活化状态下，PKA造成具备调理亚基(PKAR)二聚体和两个催化亚基(PKAC)的四聚体卵白。PKAR存在四种调理亚型，即PRKAR1A、PRKAR1B、PRKAR2A和PRKAR2B，每种都由独自的基因编码而且具备分歧的表白形式，此中PRKAR1A和PRKAR2A广泛表白，而PRKAR1B和PRKAR2B次要在脑和脂肪组织中表白。

已有研讨证实通过PKA的旌旗灯号传导在调理炎症状况（包含IBD）中发扬紧张作用，然而，多年来对PKA旌旗灯号的研讨次要集中在其催化亚基上，PKA调理亚基的作用能够被漠视了。虽然有新的证据标明PKA调理亚基的紧张性，但迄今为止尚未评价它们在结肠炎症中的作用，是以，该研讨假如PRKAR2A是结肠组织中最丰厚的PKA调理亚基，能够参加调理结肠炎症。

图片起源：https://doi.org/10.1038/s41385-021-00426-2

该研讨证实了UC患者的结肠黏膜和葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠的PRKAR2A磷酸化(p-PRKAR2A)下降，并说明了PRKAR2A缺失在改善DSS诱导的结肠炎中的功效，标明PRKAR2A能够有助于磷酸二酯酶4(PDE4)克制剂在IBD临床实验中的不令人称心的成果。

UC患者和DSS诱导的结肠炎小鼠中PRKAR2A的磷酸化下降 图片起源：https://doi.org/10.1038/s41385-021-00426-2

该研讨评价了分歧小鼠组织中两个普遍表白的PKA调理亚基（PRKAR1A和PRKAR2A），PRKAR2A次要在肠、心、肝和肺中表白，而PRKAR1A次要在心、脾和肺中表白，标明PRKAR2A 是肠中次要的PKA调理亚基。为了表征结肠黏膜中PRKAR2A的细胞来源，用4"大众,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)、抗泛角卵白和抗PRKAR2A抗体对结肠组织进行免疫染色，发现PRKAR2A次要在结肠黏膜上皮区被检测到，而且UC患者结肠黏膜中PRKAR2A的磷酸化程度低于未发炎供者结肠黏膜。因为PRKAR2A在Ser99（第99位丝氨酸）上能被磷酸化，为了证明这一成果，向家养型(WT)小鼠施用2%DSS以诱导试验性结肠炎，DSS诱导的结肠炎是一种罕用的模拟IBD临床病理的小鼠模子，研讨者察看到磷酸化的PRKAR2A(p-PRKAR2A)在DSS医治小鼠的结肠黏膜中比在未经医治的同窝小鼠的黏膜中下调。这些数据标明p-PRKAR2A在UC患者和DSS诱导的结肠炎小鼠中下调。

PRKAR2A缺失可避免DSS诱导的结肠炎 图片起源：https://doi.org/10.1038/s41385-021-00426-2

为了说明PRKAR2A是否可能调理结肠炎的倒退，研讨者使用了PRKAR2A缺点型(Prkar2a-/-)小鼠，对WT和Prkar2a-/-小鼠承受DSS医治并监测胃肠道疾病的临床症状，如体重加重、腹泻和直肠出血，将粪便稠度和直肠出血作为粪便评分。用2% DSS医治7人造后独自赐与一般水2天后，相比于WT小鼠，Prkar2a-/-小鼠的体重加重显著削减、年夜便评分较低以及和更少的结肠延长，同时，用苏木精和伊红(H E)染色的结肠组织的组织学阐发显示，Prkar2a-/-小鼠的组织学评分显著低于WT小鼠，Prkar2a-/-小鼠呈现了上皮/隐窝毁伤和白细胞浸润削减。为了进一步确定Prkar2a缺失对DSS诱导的结肠炎的维护作用，该研讨将DSS的浓度添加到3%并将察看光阴缩短到14天，成果标明Prkar2a-/-小鼠的灭亡率在3% DSS处置后显著低于WT小鼠。这些成果标明PRKAR2A的缺失可以维护小鼠免受DSS诱导的结肠炎的损害。

PRKAR2A协调I型烦扰素(IFN-1)诱导的旌旗灯号通路 图片起源：https://doi.org/10.1038/s41385-021-00426-2

为了说明PRKAR2A溶解后避免DSS诱导的结肠炎的潜在路径，该研讨使用RNA测序(RNA-seq)对来自WT和Prkar2a-/-小鼠的结肠组织进行了全转录组阐发。热量图显示了Prkar2a-/-和WT 小鼠之间分歧的基因表白谱，而基因本体论阐发发现，PRKAR2A失招致IFN-1介导的旌旗灯号通路基因上调，与减数决裂和同源重组相关的基因下调。在17764个查看的表白标签中，61个基因的表白程度上调了两倍以上，而Prkar2a-/-小鼠中36个基因的表白程度比WT小鼠降低了两倍多，此外，在Prkar2a-/-小鼠中察看到IFN-1诱导的烦扰素刺激基因(ISG)表白显著上调。随后，研讨者采取定量PCR验证RNA的测序成果发现，与WT对照组相比，Prkar2a / 小鼠结肠中ISGs的表白显著添加，这些数据标明PRKAR2A溶解激活告终肠组织中经典的IFN-1旌旗灯号通路。