在前期国家自然科学基金的资助和所积累研究成果的基础上,本课题通过对IBD模型BALB/c小鼠灌胃CGMP的试验,采用流式细胞微球阵列技术、石蜡切片技术、TUNEL技术、荧光定量PCR、焦磷酸测序技术以及Western-bloting等技术手段,研究CGMP对Th型细胞因子表达、细胞凋亡及凋亡基因的表达、免疫信号通路途径以及肠道菌群平衡的影响,探讨CGMP对肠道屏障保护作用的机制,确定CGMP作为信号分子通过何种免疫信号通路途径实现对机体肠粘膜免疫过程的调节;从分子水平上为CGMP维系小鼠肠粘膜免疫自稳的能力和机制提供理论支撑,进而可为因Th1/ Th2失衡引起的细胞因子网络紊乱提供一种新的治疗思路。最终达到对乳源CGMP维系机体肠粘膜免疫自稳,调整维护肠道内环境作用等方面取得新成果和发现,实现CGMP生物活性功能的开发与利用,为提高大众健康水平做出贡献。
Casein glycomacropeptide (CGMP;ulcerative colitis(UC);immunological homeostasis;Oxazolone;p16 gene
机体免疫自稳状态的紊乱会导致IBD等疾病的发生,溃疡性结肠炎(UC)是一种原因不明的慢性肠道疾病,开展食源性生物功能成分治疗或改善UC具有重要价值。课题利用正常和恶唑酮诱导UC小鼠模型,系统地研究CGMP在维系肠粘膜免疫自稳机制。运用流式微珠阵列技术(CBA)和ELISA探讨CGMP对UC小鼠血清中7种细胞因子的影响;Western Blotting研究CGMP对UC小鼠肠粘膜免疫信号通路的影响。用HE染色和TUNEL检测小鼠结肠大体形态损伤、病理及细胞凋亡变化;用RT-PCR检测FasL、TNF-α、p53、p65、TGF-β1 mRNA的相对表达量。运用FISH结合DNA染色技术检测CGMP对UC小鼠肠道菌群的调节作用,重点开展Ion Torrent技术研究CGMP对UC小鼠肠道菌群多样性的影响,以探讨CGMP改善小鼠UC的能力。结果表明CGMP(50 mg/kg?d)可显著降低UC小鼠DAO、MPO活力及MDA含量,可保持上皮细胞完整性和对正常小鼠IL-4和IFN-γ的调节,提示CGMP可能具有调节Th1/Th2平衡的功效。CGMP有效抑制UC小鼠体内IL-1β、IL-5、IFN-γ和TNF-α的升高,而促进IL-10的分泌;CGMP可显著抑制NF-κB的激活以及p38 MAPK的活性,也具促进MUC2表达。CGMP在一定程度上改善UC中结肠大体形态损伤、病理及其细胞凋亡指数。CGMP显著抑制FasL,p65 mRNA的表达,说明CGMP主要是通过FasR/FasL通路对肠上皮细胞过度凋亡起到明显的抑制作用。CGMP(50 mg/kg?d)可显著降低UC小鼠肠道内肠杆菌、肠球菌的数量,促进肠道内双歧杆菌、乳酸杆菌、拟杆菌和球形梭菌的增殖。对测序序列通过PCA、UniFrac等分析发现,UC小鼠中厚壁菌门和拟杆菌门的丰度降低而放线菌门和变形菌门丰度升高,干预后UC小鼠肠道内优势菌群比例增加,纠正了肠道菌群失衡。以上研究提示,乳源CGMP具有减缓UC的功能。另外,利用表观遗传学理论和方法开展了CGMP对大鼠早期结直肠癌影响的研究,探讨CGMP是否具有降低p16基因异常甲基化发生率,达到早期预防、诊断以及治疗结直肠癌的目的。研究表明连续灌胃结直肠癌大鼠CGMP可降低p16基因异常甲基化发生率,提示乳源CGMP对由表观遗传学引起的结直肠癌发生发展具有改善控制作用。