急性胰腺炎（AP）是一种常见的腹部急症，通常可以自愈。然而，一旦病情发展为重症急性胰腺炎（SAP），其致死率将显著升高。SAP的严重程度主要取决于胰腺损伤的程度和免疫反应。在AP进展为SAP的过程中，胰腺腺泡细胞经历肿胀和凋亡，导致细胞死亡过度。因此，深入研究这一过程中的分子机制对于制定有效的SAP治疗策略至关重要。已有研究表明，热休克蛋白27（Hspb1）具有通过降低胰腺细胞内活性氧（ROS）水平和促进细胞凋亡来缓解AP的潜力。但是，Hspb1在SAP中的具体作用及机制仍需进一步研究。

今年2月25日，中南大学湘雅二医院普外科刘奎杰团队在《International Journal of Biological Sciences》(IF=8.2)上在线发表了题为“Hspb1 protects against severe acute pancreatitis by attenuating apoptosis and ferroptosis via interacting with Anxa2 to restore the antioxidative activity of Prdx1”的最新研究成果^[1]。研究揭示了Hspb1在SAP中的关键保护作用，且Hspb1/Anxa2/Prdx1途径有望成为SAP的潜在治疗靶点。诺禾致源为该研究提供了蛋白质组学和转录组学技术检测。

研究思路

研究结果

1. 转录组学和蛋白质组学分析显示，Hspb1 在 AP 中上调，但在 SAP 中下调

研究人员通过转录组学和蛋白质组学的联合分析，深入探讨了急性胰腺炎（AP）向重症急性胰腺炎（SAP）进展的潜在分子机制。结果显示，一些蛋白质在AP中上调而在SAP中下调，反之亦然。研究特别关注了ATP非依赖性分子伴侣Hspb1的表达模式，发现其在AP中显著上调，而在SAP中则明显下降，提示Hspb1可能在抑制AP向SAP进展中发挥保护性作用。

图1 Hspb1 在 AP 中上调，但在 SAP 中减弱

2. Hspb1的抑制或敲除使AP恶化，而Hspb1过表达缓解SAP

研究人员通过Hspb1抑制剂J2以及敲除Hspb1基因的小鼠模型，发现抑制或敲除Hspb1会加重AP的病情，导致更严重的胰腺损伤和炎症反应。相反，Hspb1的过表达可以减轻SAP的严重程度，减少胰腺水肿、炎症细胞浸润、细胞坏死等病理表现，并在一定程度上缓解内质网和线粒体的损伤。这些结果表明Hspb1在抑制胰腺炎症和组织损伤中具有重要的保护作用。

图2 Hspb1的抑制使AP恶化，而 Hspb1过表达缓解SAP

3. AAV8-HSPB1的导管内给药可减少SAP中的肺和肠道损伤

研究表明，Hspb1在重症急性胰腺炎（SAP）中具有保护作用，通过AAV8载体在胰腺中过表达Hspb1，显著减轻了SAP引起的肺部损伤，如恢复肺泡隔膜结构、减少肺泡水肿和炎症细胞浸润，同时降低了细胞凋亡。此外，Hspb1还减少了SAP导致的肠道屏障功能障碍，降低了上皮细胞脱落、肠道渗透性增加以及肠道细菌向血液的迁移，表明Hspb1可以有效减轻SAP引发的肺部和肠道损伤。

图3 AAV8-Hspb1 减少了 SAP 模型小鼠的肺和肠道损伤

4. Hspb1在基因工程模型中抑制AP向CP的进展

通过向胰腺炎小鼠模型中注射AAV8-Hspb1，研究人员发现Hspb1显著减少了腺泡细胞损伤和浸润巨噬细胞的数量，同时降低了胰腺纤维化的程度，从而阻止了AP向CP的进展。表明Hspb1可能通过抑制胰腺腺泡细胞损伤，阻止重症急性胰腺炎（SAP）向慢性胰腺炎（CP）的发展。

图4 Hspb1 在基因工程模型中抑制 AP 向 CP 的进展

5. Hspb1 通过降低腺泡细胞中的细胞内ROS和脂质ROS来减少细胞凋亡和铁死亡，但不减少自噬或坏死性凋亡

研究表明，Hspb1通过减少腺泡细胞的凋亡和铁死亡，而非自噬或坏死性凋亡，来保护胰腺免受SAP的损害。Hspb1敲除增加了AP模型中的细胞死亡，而AAV8-Hspb1则能够减轻这种死亡，并且调控了与凋亡和铁死亡相关的蛋白表达，进一步验证了其保护作用。

图5 Hspb1 减少腺泡细胞凋亡和铁死亡，但不减少自噬或坏死性凋亡

研究表明，Hspb1在抵御细胞氧化应激中扮演关键角色。虽然J2在未刺激的266-6和AR42J细胞中未显著增加活性氧（ROS），但在原代腺泡细胞中会增加ROS水平。刺激因子处理下，J2显著提高了所有细胞中的ROS水平。Hspb1敲除导致SAP小鼠腺泡细胞中ROS增加，提示Hspb1具有保护作用。Hspb1还通过调节脂质ROS水平影响铁死亡，敲除小鼠胰腺中丙二醛（MDA）水平升高。使用ROS清除剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）能够减少胰腺病理损伤和炎症标志物水平，并降低细胞凋亡和铁死亡。这表明Hspb1对急性胰腺炎中的腺泡细胞保护至关重要。

图6 Hspb1 降低细胞内 ROS 和脂质 ROS 水平

6. Hspb1与Anxa2相互作用以控制其聚集和磷酸化

质谱分析显示，在SAP中，Hspb1与78个蛋白质存在潜在的相互作用，其中Anxa2在AP中上调，但在SAP中减少，与Hspb1的表达模式相符。Hspb1的敲除会降低Anxa2的表达，而Hspb1过表达则增加其表达。免疫沉淀实验表明，Hspb1与Anxa2之间的结合具有剂量依赖性。Anxa2的过表达能够恢复J2处理下的保护效果，而敲低Anxa2则阻断了Hspb1的保护作用。体内实验发现，Anxa2敲除的小鼠中AP的严重程度加剧，尽管Hspb1过表达降低了血浆淀粉酶水平，但未见组织病理和血浆脂肪酶的显著变化。此外，Hspb1通过调节Anxa2的聚集状态和磷酸化水平来抵抗氧化应激。因此，Anxa2在Hspb1的抗氧化功能中起着关键作用。

图7 Hspb1 与 Anxa2 相互作用并控制其聚集和磷酸化

7. Hspb1与Anxa2协同维持Prdx1的抗氧化活性

研究人员对Hspb1通过Anxa2缓解氧化应激的机制进行了探究，发现Anxa2作为支架蛋白与Hspb1和抗氧化酶Prdx1相互作用。Anxa2的过表达减少了Prdx1的磷酸化维持Prdx1的抗氧化活性，而J2抑制了这一效应。Anxa2敲低或J2抑制Hspb1会导致Prdx1过表达细胞的凋亡和铁死亡增加。Hspb1与Anxa2协同作用，维持Prdx1的活性，从而抑制SAP期间的凋亡和铁死亡。

图8 Hspb1 与 Anxa2 配合维持 Prdx1 的抗氧化活性

研究结论

Hspb1以Prdx1依赖的方式预防SAP

为了验证Prdx1是否是Hspb1在急性胰腺炎（SAP）中的关键下游靶点，研究人员评估了AAV8-Hspb1在腺泡特异性Prdx1敲除小鼠（Prdx1-cKO）中的效果。建立Prdx1-cKO小鼠后，通过免疫荧光染色确认了敲除效率。在腹腔注射他莫昔芬后进行AAV8-Hspb1注射，并通过caerulein诱导急性胰腺炎。结果显示，与Prdx1fl/fl小鼠相比，Prdx1-cKO小鼠的组织损伤、炎性细胞浸润及血浆淀粉酶和脂肪酶活性显著增加。然而，Hspb1的过表达未能改善Prdx1-cKO小鼠的组织损伤或恢复细胞死亡，且在Prdx1敲除情况下Hspb1过表达对细胞ROS或脂质ROS无影响。这些数据表明Hspb1的预防SAP作用依赖于Prdx1。

图9 Hspb1 以Prdx1依赖的方式预防SAP

优品推荐

诺禾致源Deep DIA产品，依托Astral质谱平台，结合尖端质谱技术，提供高深度、高精准的蛋白定量数据，为科研工作者提供可靠的分析支持。

产品优势

先进平台：多台Astral质谱仪与Falcon-MS前处理平台协同工作，带来极致检测体验。

丰富经验：检测样本超万例，涵盖动物、植物、微生物等领域，数据处理能力强大。

高效检出：累计样本检出量中值达8000+，确保数据质量卓越。

选择诺禾致源的Deep DIA产品，确保您的科研工作获得最精准、最可靠的蛋白质定量分析数据。

产品应用

疾病研究：精准识别疾病相关蛋白质，助力发现标志物与解析病理机制。 

药物研发：筛选、验证药物靶点，提供关键数据支持。

农业研究：解析植物蛋白质表达，助力作物改良与提升农业生产效率。

参考文献：

He J, Hou X, Wu J, Wang K, Qi X, Wei Z, Sun Y, Wang C, Yao H, Liu K. Hspb1 protects against severe acute pancreatitis by attenuating apoptosis and ferroptosis via interacting with Anxa2 to restore the antioxidative activity of Prdx1. Int J Biol Sci. 2024 Feb 25;20(5):1707-1728.