為了識別參與炎癥性腸病發病機制的關鍵基因，研究團隊對來自IBD患者和健康對照者的結腸及回腸組織的基因表達譜進行了分析。通過整合多種生物信息學方法，包括支持向量機遞歸特征消除、加權基因共表達網絡分析、差異表達基因分析、非負矩陣分解、極端梯度提升和SHAP分析，最終篩選出一組高可信度的候選基因。其中，VMP1被確定為19個核心失調基因之一。單細胞轉錄組數據分析進一步顯示，VMP1的表達在疾病進展的擬時序軌跡中呈現顯著下降趨勢。臨床樣本驗證證實，VMP1的mRNA和蛋白水平在IBD患者結腸組織中均顯著下調，且其表達量與疾病嚴重程度評分（Mayo評分）呈強負相關。功能富集分析提示，VMP1表達水平的變化與白細胞介導的免疫和屏障功能相關通路密切相關。這些結果共同將VMP1確立為IBD發病中的一個關鍵基因，其可能通過調節上皮屏障功能參與疾病進程。

為了探究VMP1下調在IBD發生發展中的作用，研究使用了葡聚糖硫酸鈉誘導的小鼠結腸炎模型。結果發現，在腸道上皮細胞特異性敲除Vmp1（Vmp1^ΔIEC）的小鼠中，與對照Vmp1^f/f小鼠相比，體重變化、結腸長度、疾病活動指數評分以及組織病理學損傷均無顯著差異。然而，體外功能實驗揭示了屏障功能的缺陷。源自Vmp1^ΔIEC小鼠的小腸類器官在DSS處理后，其熒光素鈉通透性在早期（6小時和12小時）顯著增加，而其單層細胞培養物的跨上皮電阻在DSS處理后降低。在Caco-2細胞中敲低VMP1也觀察到類似的早期屏障功能損傷。研究認為，體內表型不顯著的原因可能是DSS引起的廣泛上皮細胞凋亡掩蓋了VMP1缺失特異性導致的旁細胞通透性變化。這表明，需要一種不引起大量細胞死亡的刺激來更精確地研究VMP1在屏障功能中的作用。

研究進一步篩選了多種刺激物，發現大腸桿菌感染是研究旁細胞通透性調節的更適宜模型。在感染后，Vmp1^ΔIEC類器官和VMP1敲低的Caco-2細胞的熒光素鈉（4 kD）通透性顯著增加，跨上皮電阻顯著降低，而對70 kD右旋糖酐的通透性無影響，說明通透性增加是選擇性的。透射電鏡分析顯示，VMP1缺失的Caco-2細胞在大腸桿菌刺激后，其緊密連接結構出現明顯破壞，包括結構不連續、細胞間隙增寬以及總長度縮短。同時，在大腸桿菌的外膜囊泡可被觀察到在細胞連接處聚集。免疫熒光分析證實，在大腸桿菌刺激下，VMP1缺失的Caco-2細胞、小鼠結腸組織和類器官中，緊密連接關鍵跨膜蛋白Occludin在細胞連接處的富集減少，并彌散分布至細胞質。而粘附連接蛋白E-cadherin的表達和定位未受影響。這些結果表明，VMP1對于維持緊密連接完整性具有關鍵作用，其影響具有選擇性。

通過建立小鼠大腸桿菌感染模型，研究評估了VMP1在感染性結腸炎中的作用。結果顯示，與Vmp1^f/f小鼠相比，Vmp1^ΔIEC小鼠表現出更顯著的體重下降、結腸縮短、更高的疾病活動指數評分和組織病理學損傷。結腸鏡檢查也證實了更嚴重的結腸損傷。血清學分析顯示，Vmp1^ΔIEC小鼠的血清白蛋白降低，而內毒素和D-乳酸水平升高。體內通透性實驗表明，感染后，Vmp1^ΔIEC小鼠血清中熒光標記的右旋糖酐水平顯著增高，表明腸道滲漏加劇。免疫熒光顯示結腸組織中脂多糖沉積增加，細菌培養證實脾臟、肝臟和腸系膜淋巴結中的菌落形成單位顯著升高，說明細菌易位增強。此外，Vmp1^ΔIEC小鼠結腸組織中促炎細胞因子白介素-1β、腫瘤壞死因子-α和白介素-6的表達水平也顯著上調。這些發現綜合表明，腸道上皮VMP1的缺失通過破壞屏障完整性，顯著加重了大腸桿菌誘導的結腸炎。

機制探索發現，在大腸桿菌刺激下，VMP1缺失顯著降低了Occludin的蛋白水平，而對ZO-1和Claudin-1的表達影響較小。Ocln的mRNA水平無變化，提示是轉錄后調控。蛋白穩定性實驗表明，VMP1缺失顯著縮短了Occludin的半衰期。溶酶體抑制劑氯喹可抑制Occludin的降解，而蛋白酶體抑制劑MG132無效，說明降解通過溶酶體途徑。進一步研究發現，巨自噬抑制劑3-甲基腺嘌呤無效，而敲低微自ophagy關鍵蛋白STIP1和HSPA8可恢復Occludin表達。敲低內體分選復合物（ESCRT）核心組分TSG101也能減少降解。免疫共沉淀和免疫熒光證實Occludin與ESCRT相關蛋白HGS存在相互作用并在VMP1缺失細胞中空間共定位增加。此外，抑制泛素激活酶可抑制降解。這些證據表明，在VMP1缺失時，Occludin被泛素化，并通過ESCRT依賴的微自噬途徑降解。然而，有趣的是，盡管通過抑制該降解途徑恢復了Occludin蛋白水平，透射電鏡顯示細胞間隙仍增寬，屏障通透性也未得到改善。這提示Occludin降解可能是一個終末事件，VMP1可能調控著更上游的、決定Occludin功能定位的關鍵過程。

研究轉而關注Occludin的膜運輸過程。表面生物素化實驗表明，VMP1缺失并不影響Occludin的內吞，但顯著損害了其從細胞內區室再循環回質膜的過程。流式細胞術也證實，感染后VMP1缺失細胞膜表面的Occludin水平顯著降低。通過敲低不同再循環通路的關鍵蛋白，發現只有敲低Retromer復合體核心組分VPS35會損害Occludin再循環，而敲低RAB4A或RAB11A無效。免疫共沉淀和免疫熒光證實了Occludin與VPS35的相互作用和空間共定位。然而，VMP1缺失并不影響Retromer組分（VPS26A, VPS29, VPS35）的表達、復合體組裝或穩定性。使用Retromer穩定劑TPT-260處理，能在對照細胞中輕微增強Occludin表達并改善屏障功能，但在VMP1缺失細胞中無效。這些結果表明，VMP1調控Occludin的再循環不依賴于Retromer的表達或穩定性，而是可能影響Retromer功能的某個關鍵步驟。

為了探究VMP1如何影響Retromer功能，研究關注了膜分裂過程，這是貨物從晚期內體出芽所必需的。在VMP1缺失細胞中，Occludin與膜分裂位點的共定位減少，且在晚期內體區室中積累增加。通過免疫共沉淀結合質譜分析，鑒定出CORO1C是VMP1的潛在相互作用蛋白。CORO1C已知在膜分裂晚期被招募至內質網接觸位點以支持Retromer介導的再循環。實驗證實了VMP1與CORO1C的相互作用，且敲低CORO1C會損害Occludin再循環和屏障功能。VMP1缺失不影響CORO1C的總蛋白量，但活細胞成像顯示，VMP1缺失嚴重削弱了CORO1C向晚期內體的招募。蛋白對接模擬和截短體實驗表明，CORO1C的WD6結構域與VMP1的第99-109位氨基酸區域對兩者相互作用至關重要。功能拯救實驗證明，回補野生型VMP1或CORO1C能恢復Occludin再循環和屏障功能，而回補缺失關鍵相互作用結構域的突變體則無法實現拯救。

本研究通過整合生物信息學分析與實驗驗證，首次揭示了VMP1在炎癥性腸病腸道屏障功能障礙中的關鍵作用。VMP1在IBD患者組織中下調，與疾病嚴重程度相關。功能上，VMP1缺失通過損害CORO1C向晚期內體的招募，破壞了Retromer復合物介導的緊密連接蛋白Occludin的再循環通路，導致Occludin被錯誤地導向ESCRT依賴的微自噬降解途徑。這一過程最終造成緊密連接結構破壞、上皮通透性增加和腸道炎癥加劇。這項研究不僅拓展了VMP1的已知生物學功能，為理解IBD中上皮屏障失調的分子機制提供了新的視角，也提示靶向VMP1-CORO1C-Retromer軸可能是恢復腸道屏障功能、治療IBD的一個有前景的新策略。未來在自發性結腸炎模型中的研究將有助于進一步驗證VMP1在不同病理環境中的作用。