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慢性萎缩性胃炎（AG）主要由幽门螺杆菌感染引起，随着Correa级联反应可能进展为胃癌。目前的治疗方案是根除幽门螺杆菌，但缺乏证据表明这种治疗对AG后期尤其是胃腺萎缩有效。因此，需要新的药物来治疗AG，特别是AG晚期的患者。2024年3月27日，成都中医药大学中医药与干细胞研究院/上海交通大学Bio-X研究院李保界团队合作在Advanced Science（IF=15.1）发表了题为“A Natural Peptide from A Traditional Chinese Medicine Has the Potential
to Treat Chronic Atrophic Gastritis by Activating Gastric Stem Cells”的文章，研究发现中药康复新（美洲大蠊的乙醇提取物，在中国用于修复胃溃疡和皮肤伤口）中浓缩的肽混合物中含有一种生物活性肽，可在AG模型中激活胃干细胞（GSC）使胃上皮再生，并使源自患者的萎缩胃类器官恢复活力。机制上，该肽通过稳定EGF-EGFR复合物并特异性激活下游ERK和Stat1信号传导来发挥其功能。这些发现促进了对AG发病机制的理解，并为AG治疗开辟了新途径。 
1、PEEPA（康复新多肽混合物）对小鼠萎缩性胃炎显示治疗作用据报道，魔鹿丹、四君子汤、小檗碱等多种中药对AG有治疗作用，康复新对消化性溃疡有一定疗效。作者测试了魔鹿胆、四君子汤、小檗碱或康复新富集肽混合物（简称PEEPA）对AG模型小鼠的治疗效果，发现仅PEEPA可恢复胃腺结构，降低胃炎组织学指数和泌酸萎缩评分，且不影响胃功能。此外，PEEPA恢复了胃腺体的数量和完整性以及增殖细胞的数量，并抑制了免疫细胞浸润，挽救了胃体和胃窦中各种细胞类型的缺陷，表明 PEEPA通过促进上皮增殖和分化来缓解AG。
2、PEEPA促进AG模型中Lgr5+或Bmi1+GSC的自我更新AG模型小鼠中各种上皮细胞类型的减少表明维持胃腺的GSC存在缺陷。作者使用Lgr5-GFP-CreERT小鼠（其胃窦GSC被GFP标记）发现AG模型胃窦中GFP+GSC的数量大幅减少，而PEEPA处理将GFP+细胞和增殖的GFP+细胞的数量恢复至接近正常水平。此外，基因追踪实验表明PEEPA增加了Lgr5+GSC和Bmi1+GSC介导的更新，激活AG模型小鼠胃窦和胃体中的多个GSC群，这表明GSC可以被激活以恢复萎缩的胃腺。此外，作者使用胃类器官同样发现PEEPA直接促进GSC自我更新，并且PEEPA主要作用于GSC而不是分化细胞。
3、RNA-Seq分析揭示PEEPA激活有丝分裂信号对PEEPA处理的AG小鼠的胃样本进行RNA-seq，富集分析显示细胞增殖、受体酪氨酸激酶尤其是EGFR、Jak-Stat途径、NOD样途径、抗原呈递和ERK途径被激活。许多细胞因子和趋化因子被下调，这与PEEPA减轻AG小鼠免疫细胞浸润结果一致。此外GSEA证实PEEPA富集了细胞分裂和DNA修复相关基因，表明PEEPA可能激活有丝分裂途径，包括EGFR、Jak-Stat和ERK以促进细胞增殖。接着作者发现PEEPA可以替代胃类器官培养物中的EGF，而非Wnt3a、FGF10或noggin，这表明PEEPA含有具有EGF活性的生物活性成分。此外PEEPA处理的AG中EGFR、ERK和Stat1，而不是Stat3或Akt1被激活。表明PEEPA充当EGF，尽管EGFR下游信号传导谱的激活并不相同。随后作者利用类器官结合发现相关通路激活和抑制剂发现高度激活的EGFR-Stat1和EGFR-ERK通路介导了PEEPA的促增殖活性。
为了鉴定PEEPA的生物活性成分，作者采用亲和捕获质谱法以EGFR胞外域为诱饵，从 PEEPA中鉴定出7种肽（指定为PEEPA-P1至P7），发现PEEPA-P1和P5可以激活Jak-Stat1信号传导，其中P5效果最大。与PEEPA类似，P5激活ERK和Stat1的动力学比EGF慢，且不激活Akt1或Stat3。接下来作者的研究重点是P5。SPR确定了PEEPA-P5与人EGFR胞外结构域结合。体外EGF-EGFR相互作用测定发现PEEPA-P5极大增强 EGF-EGFR 相互作用。结果表明PEEPA-P5稳定EGF-EGFR复合物并改变信号传导谱。
5、PEEPA-P5在类器官和AG模型小鼠中具有类似PEEPA的活性与PEEPA类似，PEEPA-P5可以增加类器官的生长并促进类器官中各种细胞类型的分化，且PEEPA-P5能够替代类器官培养物中的EGF。此外该肽以剂量依赖的方式恢复了AG小鼠胃腺的数量和大小，并降低了胃炎组织学指数和泌酸萎缩评分，挽救了AG小鼠中增殖细胞和各种细胞类型的数量以及 EGFR、Stat1和ERK的激活，抑制了免疫细胞浸润，恢复了Lgr5+GSC数量。这些结果验证了其对GSC自我更新的积极作用。此外，PEEPA-P5处理的AG小鼠的胃样本的RNA-seq结果与PEEPA一致，增强了相同的基因模块/通路，证实PEEPA-P5具有与PEEPA相似的活性。
图5 PEEPA-P5在胃类器官和AG小鼠模型中具有与PEEPA相似的活性6、AG 患者样本显示胃干细胞和EGF信号传导缺陷作者对AG患者活检样本与作为对照的非萎缩性胃炎（NAG）样本的单细胞数据，以及纳入38 例患者胃窦样本进行了分析，发现与对照样本相比，AG患者凹陷细胞、腺体粘液细胞和AQP5阳性细胞（标记人类GSC）等细胞的数量有所减少，这些结果证实了AG患者样本中存在GSC缺陷。因此，AG小鼠模型和患者样本研究表明GSC自我更新缺陷构成AG发病机制的关键因素。作者还对患者胃窦切片进行p-EGFR、p-ERK和p-Stat1染色，发现AG样本中这些信号分子的激活减少，表明EGFR-Stat1/ERK通路可能参与其中人类AG的发病机制。
图6 人类AG样本显示GSC和EGFR-Stat1信号转导存在缺陷为了测试 PEEPA-P5对人类AG的可能影响，作者收集了胃窦活检样本，分离上皮细胞，并将其培养在含有各种生长因子的基质胶中，大部分AG患者的胃类器官未能存活，其余的则表现出生长和分化标记基因表达的减少，表明AG患者的GSC在很大程度上丧失更新活性。而PEEPA-P5显著提高了AG患者的类器官的存活率和生长。此外，来自AG患者的类器官显示壁细胞、凹陷细胞和主细胞的分化标记基因的表达降低，而PEEPA-P5治疗部分地挽救了这些基因。结果表明PEEPA-P5特异性促进 AG 患者的GSC的增殖和分化。
图7 PEEPA-P5特异性促进AG患者胃类器官生长研究利用AG小鼠模型、患者样本、胃类器官和谱系追踪，揭示了胃干细胞（GSC）缺陷是小鼠和人类AG的关键致病因素。此外，通过对多种中药的测试表明，从中药康复新的浓缩肽混合物（简称PEEPA）中含有一种生物活性肽，具有通过激活GSC和抑制炎症来治疗AG。机制上，该肽通过稳定EGF-EGFR复合物并激活EGFR下游ERK和Stat1而非Akt1或Stat3，激活胃干细胞使胃上皮再生，以缓慢但持久的方式促进胃类器官生长和粘膜恢复。总的来说，这项研究增进了对AG发病机制的理解，并确定了一种具有治疗AG潜力的天然肽。这项研究还提供了一个利用现代生物学方法研究中药的例子。
Li K, Ma X, Li Z, Liu Y, Shen G, Luo Z,
Wang D, Xia L, Wang Z, Tian M, Liu H, Geng F, Li B. 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 Mar
27:e2304326. doi: 10.1002/advs.202304326. Epub ahead of print. PMID: 38544338.
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