Disassembly of tight junctions is a major cause of intestinal barrier dysfunction under total parenteral nutrition (TPN), but the precise mechanisms have not been fully understood. Normally, RNA binding protein Lin 28A is highly restricted to embryonic stem cells and dramatically decreases as differentiation progresses; however, in our preliminary study it was found aberrantly increased in the intestinal epithelial cells of TPN rats, and thus its mechanism of action needs to be addressed. Herein, we report a pivotal role of Lin 28A in the regulation of tight junctions, which induces a sustained translational repression of Occludin, leading to disruption of intestinal barrier function under TPN. Using a rat model of TPN, we found time-dependent upregulation of Lin 28A, negatively correlated with Occludin. Using mouse intestinal organoids and human gut-derived Caco-2 cells as in vitro models, we found that expression of Occludin could be significantly suppressed by ectopic overexpression of Lin 28A. The underlying mechanisms may be partially attributed to translational repression, as the abundance of Occludin transcripts in polysomes was dramatically reduced by Lin 28A (polysomal profiling). Furthermore, Lin 28A was found to directly bind to Occludin mRNA 3' untranslated coding region (UTR), thereby repressing the translation of Occludin transcripts through decapping enzyme 1A (DCP1a). Taken together, our findings revealed that Lin 28A/Occludin axis may be a novel mechanism accounting for the development of barrier dysfunction under TPN.

中文翻译：

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Lin 28A/Occludin 轴：肠上皮细胞异常激活的通路导致全胃肠外营养下屏障功能受损

紧密连接的分解是全胃肠外营养 (TPN) 下肠道屏障功能障碍的主要原因，但其确切机制尚未完全清楚。通常，RNA 结合蛋白 Lin 28A 高度受限于胚胎干细胞，并且随着分化的进行而显着降低；然而，在我们的初步研究中发现它在 TPN 大鼠的肠上皮细胞中异常增加，因此其作用机制需要解决。在此，我们报告了 Lin 28A 在调节紧密连接中的关键作用，它诱导 Occludin 的持续平移抑制，导致 TPN 下肠道屏障功能的破坏。使用 TPN 大鼠模型，我们发现 Lin 28A 的时间依赖性上调，与 Occludin 呈负相关。使用小鼠肠道类器官和人肠道来源的 Caco-2 细胞作为体外模型，我们发现 Lin 28A 的异位过表达可以显着抑制 Occludin 的表达。潜在的机制可能部分归因于翻译抑制，因为 Lin 28A（多核糖体分析）显着降低了多核糖体中 Occludin 转录本的丰度。此外，发现 Lin 28A 直接与 Occludin mRNA 3' 非翻译编码区 (UTR) 结合，从而通过脱帽酶 1A (DCP1a) 抑制 Occludin 转录物的翻译。综上所述，我们的研究结果表明，Lin 28A/Occludin 轴可能是导致 TPN 下屏障功能障碍发展的新机制。我们发现，Lin 28A 的异位过表达可以显着抑制 Occludin 的表达。潜在的机制可能部分归因于翻译抑制，因为 Lin 28A（多核糖体分析）显着降低了多核糖体中 Occludin 转录本的丰度。此外，发现 Lin 28A 直接与 Occludin mRNA 3' 非翻译编码区 (UTR) 结合，从而通过脱帽酶 1A (DCP1a) 抑制 Occludin 转录物的翻译。总之，我们的研究结果表明，Lin 28A/Occludin 轴可能是 TPN 下屏障功能障碍发展的一种新机制。我们发现，Lin 28A 的异位过表达可以显着抑制 Occludin 的表达。潜在的机制可能部分归因于翻译抑制，因为 Lin 28A（多核糖体分析）显着降低了多核糖体中 Occludin 转录本的丰度。此外，发现 Lin 28A 直接与 Occludin mRNA 3' 非翻译编码区 (UTR) 结合，从而通过脱帽酶 1A (DCP1a) 抑制 Occludin 转录物的翻译。综上所述，我们的研究结果表明，Lin 28A/Occludin 轴可能是导致 TPN 下屏障功能障碍发展的新机制。因为 Lin 28A（多核糖体分析）显着降低了多核糖体中 Occludin 转录物的丰度。此外，发现 Lin 28A 直接与 Occludin mRNA 3' 非翻译编码区 (UTR) 结合，从而通过脱帽酶 1A (DCP1a) 抑制 Occludin 转录物的翻译。综上所述，我们的研究结果表明，Lin 28A/Occludin 轴可能是导致 TPN 下屏障功能障碍发展的新机制。因为 Lin 28A（多核糖体分析）显着降低了多核糖体中 Occludin 转录物的丰度。此外，发现 Lin 28A 直接与 Occludin mRNA 3' 非翻译编码区 (UTR) 结合，从而通过脱帽酶 1A (DCP1a) 抑制 Occludin 转录物的翻译。综上所述，我们的研究结果表明，Lin 28A/Occludin 轴可能是导致 TPN 下屏障功能障碍发展的新机制。