慢性萎缩性胃炎（AG）影响全球约20%人口，除导致消化不良及铁、叶酸或维生素B12缺乏外，还是胃癌（全球发病率与死亡率前五的癌症）的癌前病变。主要风险因素是幽门螺杆菌感染，其诱发胃窦及胃体炎症并导致上皮细胞DNA损伤。炎症初期刺激G细胞合成胃泌素和壁细胞分泌胃酸，最终与炎性细胞因子共同破坏胃黏膜（尤其是壁细胞），形成低胃酸环境，促进幽门螺杆菌及其他促肠化生菌繁殖，符合Correa级联反应（慢性胃炎→萎缩性胃炎→肠化生→异型增生/胃癌）。  

当前AG治疗以抗生素联合质子泵抑制剂根除幽门螺杆菌为主，但近期研究表明根除治疗可能无法阻止AG向胃癌进展，且质子泵抑制剂可能增加晚期AG患者的胃癌风险。因此，亟需针对AG（尤其是晚期）的新药研发，需深入理解其发病机制。  

胃黏膜细胞（壁细胞、主细胞、黏液细胞等）均源自胃干细胞（GSCs），受R-Spondin、EGF、BMP等生态位分子调控。胃体GSCs标记物包括Bmi1、Lrig1（峡部）和Troy、Lgr5（基底部）；胃窦GSCs标记物包括Lrig1（峡部）及Lgr5、Sox2、Axin2、Cck2r、AQP5（基底部）。尽管幽门螺杆菌通过毒力因子或诱导R-Spondin等促GSC扩增[11-13]，但无法解释AG患者胃腺体丢失现象。  

本研究通过基因追踪、类器官培养及RNA测序发现，AG中GSCs缺陷与关键生态位分子EGF信号减弱相关。中药筛选发现，康复新（美洲大蠊乙醇提取物，简称PEEPA）中的一种生物活性肽可通过激活GSCs并抑制炎症治疗AG。进一步研究表明，该肽通过稳定EGF-EGFR复合物长效激活ERK和Stat1（而非Akt1或Stat3），促进胃类器官生长及黏膜修复。此外，该肽在胃酸环境中稳定性优于EGF。研究揭示了AG的GSCs缺陷机制，并发现一种具有治疗潜力的天然肽段。

结果  

1. PEEPA对小鼠萎缩性胃炎的治疗作用  

AG模型小鼠（MNNG联合雷尼替丁诱导）显示胃腺体丢失（胃窦显著）、组织结构破坏、胃炎指数升高及增殖细胞减少（图1A-D）。PEEPA治疗可恢复胃腺体结构与细胞增殖，抑制免疫细胞浸润（图1B-E），但对正常小鼠无影响。  

图1 PEEPA对萎缩性胃炎模型小鼠具有治疗作用。
A) 小鼠AG诱导及PEEPA治疗时间表。成年雄性小鼠接受雷尼替丁（150 mg/kg）处理，饮用含MNNG（100 mg/mL）的水20周，随后接受载体（Veh）或PEEPA（400 µL/天/只）治疗2周。
B) H&E染色显示PEEPA改善AG小鼠胃腺体结构。
C) PEEPA降低胃炎组织学指数（基于上皮缺损、炎症及泌酸细胞萎缩评分）和泌酸萎缩评分。数据以均值±标准差表示（n=5/组）。
D) 免疫组化显示PEEPA恢复AG模型小鼠胃体增殖细胞数量减少（右图：定量数据，均值±标准误，n=5/组）。
E) 免疫组化显示PEEPA恢复壁细胞数量减少（右图：定量数据，均值±标准误，n=5/组）。
图C采用非配对双尾t检验，图C、D、E采用双因素方差分析，*p < 0.05为显著。比例尺：100 µm。

2. PEEPA激活Lgr5+或Bmi1+ GSCs  

AG模型小鼠胃窦Lgr5+和AQP5+ GSCs数量显著减少，PEEPA可恢复其数量及增殖活性（图2A-B）。基因追踪实验证实PEEPA增强Lgr5+和Bmi1+ GSCs的再生能力（图2B，S1E）。  

3. PEEPA促进胃类器官生长  

PEEPA以剂量依赖性促进正常小鼠胃类器官生长及分化标志物表达（图2C-D）。  

图2
PEEPA促进Lgr5+ GSC再生及胃类器官生长。
A) 免疫组化显示PEEPA恢复AG模型中Lgr5+（GFP+）、AQP5+、GFP+PCNA+及AQP5+Ki67+细胞数量（右图：定量数据，均值±标准误，n=5/组）。
B) Lgr5-GFP-CreERT; tdTomato AG小鼠中追踪Tomato+细胞（TAM 10 mg/mL，3次给药后治疗2周和4周）。右图：定量数据（均值±标准误，n=3/组）。
C) PEEPA对胃类器官生长的时间梯度效应（定量数据标注于下方，均值±标准差，n=3/组）。
D) qPCR显示PEEPA促进类器官谱系特异性基因表达（均值±标准差，n=3/组）。
图B、C、D采用非配对双尾t检验，图A采用双因素方差分析，*p < 0.05为显著。比例尺：100 µm。

4. RNA测序揭示PEEPA激活EGFR信号通路  

转录组分析显示，PEEPA激活EGFR、ERK、Jak-Stat等促增殖通路，抑制免疫反应相关基因（图3A-D）。  

5. PEEPA模拟EGF功能并特异性激活ERK/Stat1  

PEEPA可替代EGF促进类器官生长，激活EGFR、ERK和Stat1（非Akt1/Stat3）（图3E-G）。  

图3
PEEPA以独特动力学激活EGF信号通路。
A) PEEPA改变胃上皮细胞转录组（经灌胃处理3只AG小鼠）。
B) KEGG和GO分析显示PEEPA组信号通路增强。
C) 热图显示PEEPA诱导受体酪氨酸激酶及Jak-Stat通路基因表达变化。
D) GSEA显示PEEPA上调细胞分裂及DNA修复相关基因。
E) 类器官培养显示PEEPA可替代EGF（右图：定量数据，均值±标准差，n=3/组）。
F) 免疫组化显示PEEPA激活正常及AG小鼠胃组织p-EGFR、p-Stat1、p-ERK1/2。
G) Western blot显示PEEPA激活GES-1细胞中EGFR、ERK1/2和Stat1（非Stat3）。右图：定量数据（均值±标准差，n=3/组）。
图F、G采用非配对双尾t检验，*p < 0.05为显著。比例尺：100 µm。

6. PEEPA-P5鉴定与功能验证  

质谱鉴定出EGFR结合肽段P5（图4A-E），其通过稳定EGF-EGFR复合物增强信号传导（图4E），在胃酸中稳定性高（图S6D）。P5可恢复AG小鼠胃腺体结构及GSCs活性（图5A-H），并特异性促进AG患者来源胃类器官生长（图7A-F）。  

图4
EGFR结合肽段鉴定。
A) PEEPA中EGFR结合肽筛选策略示意图。
B) 免疫亲和层析-质谱联用鉴定的P5序列。
C) Western blot显示PEEPA-P5（0.4 µM）在GES-1细胞中激活EGFR-Stat1轴（与EGF对比）。
D) 质谱检测PEEPA中P5（红色箭头指示m/z 632.35峰）。
E) ELISA显示PEEPA-P5促进EGF与EGFR结合（OD值通过辣根过氧化物酶检测，均值±标准差，n=3/组，p=0.027）。

图5
PEEPA-P5在胃类器官及AG模型中与PEEPA活性相似。
A) PEEPA-P5促进胃类器官生长（下方定量数据，均值±标准差，n=3/组）。
B) qPCR显示PEEPA-P5促进类器官细胞分化（均值±标准差，n=3/组）。
C) PEEPA-P5可替代EGF维持类器官生长。
D) PEEPA-P5改善胃炎指数及泌酸萎缩评分（均值±标准差，n=6/组）。
E) 组织学分析显示PEEPA-P5（0.5、2、5 mg/kg）修复AG模型胃窦及胃体结构缺陷。
F) 免疫组化显示PEEPA-P5恢复AG模型增殖细胞及壁细胞数量（右图：均值±标准误，n=6/组）。
G) PEEPA-P5恢复Lgr5+细胞及其增殖活性（右图：均值±标准误，n=6/组）。
H) PEEPA-P5恢复AQP5+ GSCs及其增殖活性（右图：均值±标准误，n=6/组）。
图A、B、D采用非配对双尾t检验，图F、G、H采用双因素方差分析，*p < 0.05为显著。比例尺：100 µm。

图6 人类AG样本显示GSCs缺陷及EGFR-Stat1信号抑制。
A,B) 单细胞RNA测序（GEO: GSE134520）显示AG（A）及伴肠化生（IM）的AG（B）患者GO功能模块减少。
C,D) KEGG分析显示AG（C）及伴IM的AG（D）患者信号通路基因下调。
E) AG患者胃黏膜厚度及H+-K+-ATPase+壁细胞、胃泌素+内分泌细胞、TFF2+黏液细胞、Muc5ac+小凹细胞数量减少（n=7 NAG，n=13 AG）。
F) AG患者增殖细胞数量减少（n=7 NAG，n=13 AG）。
G) 免疫组化显示AG患者AQP5+ GSCs减少（n=7 NAG，n=13 AG）。
H) AG患者EGFR、ERK1/2及Stat1活化降低（IntDen：积分光密度，n=7 NAG，n=13 AG）。
图E、F、G、H采用非配对双尾t检验，*p < 0.05为显著。比例尺：100 µm。

图7 PEEPA-P5特异性促进AG患者来源胃类器官生长。
A) PEEPA-P5对患者胃类器官生长的代表性图像。
B) 类器官存活率（均值±标准差，NAG n=6，AG n=12）。
C) 类器官大小定量（均值±标准差）。
D) qPCR显示PEEPA-P5恢复AG类器官中Lgr5及Pcna表达（均值±标准差，n=4/组）。
E) qPCR显示PEEPA-P5恢复AG类器官分化标志物表达（均值±标准差，n=4/组）。
F) Western blot显示PEEPA-P5（0.4 µM）激活AG类器官中EGFR-Stat1及EGFR-ERK信号（非NAG类器官）。数据均值±标准差（n=6/组）。
图C、D、E、F采用双因素方差分析，*p < 0.05为显著。比例尺：100 µm。

讨论  

本研究首次揭示GSCs缺陷是AG的核心机制，并发现康复新中的天然肽段P5可通过激活EGFR-ERK/Stat1通路修复胃黏膜。与EGF相比，P5具有独特作用模式：低亲和力但稳定EGF-EGFR相互作用、特异性激活ERK/Stat1、长效缓慢激活。其针对GSCs的机制为AG治疗提供了新思路，未来需进一步评估其安全性及与现有疗法的联合应用潜力。  

文章来源：

Ke Li, Xiuying Ma, Zihao Li, Ya Liu,et al.A Natural Peptide from A Traditional Chinese Medicine Has the Potential to Treat Chronic Atrophic Gastritis by Activating Gastric Stem Cells.

Adv Sci (Weinh).2024 May;11(20):e2304326.doi: 10.1002/advs.202304326. Epub 2024 Mar 27.