Redox Biology: 谷氨酰胺促进烧伤脓毒症小鼠的肠粘液屏障功能

严重烧伤患者具有广泛的皮肤破坏，并伴有强烈的创伤后应激、组织缺血/缺氧、高代谢和免疫功能障碍，这使他们处于发展为脓毒症的高风险。目前，脓毒症引起的多器官功能障碍综合征(MODS)已成为烧伤致死的首要因素，占总死亡率的50-60%。

因此，烧伤脓毒症已成为烧伤和重症监护医学领域普遍关注的问题。近年来，肠粘膜屏障受损在脓毒症发生发展中的作用日益受到重视，肠功能的维持已成为脓毒症治疗的一个重要方面。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102581

近日，来自第三军医大学的研究者们在Redox Biology杂志上发表了题为“Glutamine promotes O-GlcNAcylation of G6PD and inhibits AGR2 S-glutathionylation to maintain the intestinal mucus barrier in burned septic mice”的文章，该研究证明了谷氨酰胺促进MUC2成熟和维持肠粘液屏障的中心机制是促进G6PD糖基化和抑制AGR2 S-谷胱甘肽基化。

粘液是肠粘膜屏障的第一道防线，粘蛋白是其核心成分。谷氨酰胺是杯状细胞的重要能量物质，可促进粘液合成，减轻烧伤后肠粘液屏障的损害，但其作用机制尚不完全清楚。本研究采用烧伤脓毒症动物和细胞模型，研究谷氨酰胺对粘蛋白2(MUC2)合成和修饰的分子机制。研究者发现，前梯度-2(AGR2)在MUC2的翻译后修饰中起着关键作用。烧伤脓毒症引起的氧化应激增强了AGR2的S-谷胱甘肽基化，干扰了AGR2对MUC2前体的加工和修饰，阻碍了成熟MUC2的合成。

进一步的研究表明，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)催化的NADPH是抑制氧化应激和调节AGR2活性的关键分子。谷氨酰胺通过己糖胺途径促进G6PD的O-连接N-乙酰氨基葡萄糖(O-GlcNAc)修饰，促进G6PD同源二聚体的形成和NADPH的合成，从而抑制AGR2 S-谷胱甘肽基化，促进MUC2成熟，最终减轻烧伤脓毒症对肠粘液屏障的损害。

谷氨酰胺减轻烧伤感染引起的粘蛋白丢失和结肠损伤

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总之，本研究证明了AGR2的S-谷胱甘肽基化是抑制其活性的关键；另外，研究者发现Gln维持肠粘液屏障的核心机制包括促进G6PD糖基化，增加NADPH合成，抑制AGR2谷胱甘肽基化，以及上调成熟的MUC2合成。这些结果有助于加深对谷氨酰胺介导的细胞代谢调控的认识，为烧伤临床合理使用谷氨酰胺提供理论依据。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Dan Wu et al. Glutamine promotes O-GlcNAcylation of G6PD and inhibits AGR2 S-glutathionylation to maintain the intestinal mucus barrier in burned septic mice. Redox Biol. 2023 Feb;59:102581. doi: 10.1016/j.redox.2022.102581.