炎症性肠病(IBD)发病机理不明是阻碍其临床治疗进展的主要原因。肠道上皮细胞内质网应激(ER stress)在IBD发病机理中扮演了重要的角色,但机体在肠腔大量促内质网应激因素存在的情况下,是如何避免这一过程的,具体机理并不清楚。本项目以肠上皮细胞为研究对象,在前期工作已经证实肠上皮细胞TLRs途径缺陷可导致实验性IBD的基础上,结合预实验结果,提出"肠上皮细胞TLRs缺陷可导致内质网应激和继发IBD的发生"的假说。项目采用炎症因子TNF-α诱导的SW480结肠上皮细胞体外内质网应激模型和硫酸葡聚糖(DSS)诱导的IBD动物模型,结合RNA干扰、基因敲除动物模型等研究手段,探讨上皮细胞TLRs信号途径活化或者阻断后对内质网应激蛋白表达、细胞凋亡和组织损伤的影响,并初步研究化学分子伴侣(PBA,内质网应激保护剂)的干预作用及效果。项目可为揭示IBD的发病机制、制定针对性治疗措施提供理论依据。
Inflammatory bowel disease;endoplasmic reticulum stress;toll-like receptors;mucosal barrier;berberine
肠道上皮细胞内质网应激(ERS)在IBD发病机理中扮演了重要的角色,肠道上皮处于与肠腔共生菌群的长期相互作用过程中,其是如何发挥自稳和避免这一过程的,具体尚不清楚。本项目以肠道上皮及肠粘膜屏障作为主要研究对象,研究发现,在肠道上皮细胞MyD88依赖的TLRs信号途径缺陷时,可导致肠道上皮细胞对共生菌群产物LPS识别障碍,表现为NF-kB活化延迟;肠道上皮MyD88依赖的TLRs途径缺陷后,小鼠随着年龄的增长,可出现类似于人类IBD的肠道炎症改变,表现为炎症细胞浸润和炎症因子明显增加,而这一改变的发生与肠道上皮细胞凋亡改变及肠道上皮紧密连接通透性增加无关。而进一步的研究表明,上皮TLRs缺陷小鼠出现的上皮细胞分泌抗菌肽减少和肠腔细菌易位的增加可能是小鼠发生肠道炎症的主要原因。同时,上皮TLRs缺陷后可导致肠道上皮细胞内质网应激(ERS)过程,表现为内质网应激标记GRP78表达增加。在进一步的研究中,我们关注于肠道上皮内质网应激(ERS)及其保护机制,着重探讨了传统中药单体小檗碱(Ber)对上皮ERS的影响。在体外模型中,我们发现Ber能够减轻促炎因子导致的上皮细胞凋亡,而这一作用与减轻肠道上皮ERS有关,进一步的研究表明,Ber可下调ERS中凋亡途径,包括caspase-12、JNK和cleaved caspase-3等。同时,在DSS诱导的结肠炎小鼠模型中, DSS可诱导上皮ERS过程,包括GRP78、caspase-3、caspase-12等,Ber可减轻DSS诱导的肠道上皮细胞损伤,而这一过程也与下调上皮ERS相关信号途径有关。故在体外和动物研究中,均证实Ber可减轻上皮ERS过程,并减轻上皮细胞凋亡和肠道炎症。