肠道菌群介导二甲双胍促进溃疡性结肠炎粘液屏障修复的作用及机制研究

批准号:
81770529
项目类别:
面上项目
资助金额:
54.0 万元
负责人:
陈烨
依托单位:
学科分类:
H0304.消化道内环境紊乱、黏膜屏障障碍及相关疾病
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓钧、刘乐、王浦、谢芳、陈楚弟、曾丽珊、王斯琪
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中文摘要
肠道菌群失衡和粘液屏障受损是溃疡性结肠炎(UC)的重要发病机制,修复屏障、促进粘膜愈合是UC的治疗目标。近年发现,经典抗糖尿病药物二甲双胍的降糖及抗炎作用很可能依赖于肠道菌群。申请者在前期研究中已证实二甲双胍具有改善UC小鼠结肠炎、促进粘液屏障修复的作用,并且发现UC患者肠道菌群出现产短链脂肪酸(SCFAs)菌的特征性减少。那么,肠菌及其代谢产物SCFAs是否介导了二甲双胍促进UC粘液屏障修复的获益效应?其中具体的调控机制是什么?本研究拟在动物整体、组织及分子水平,采用微生物组学、肠菌移植、基因干预等方法,阐明肠菌及其代谢产物SCFAs介导二甲双胍促进UC粘液屏障修复、减缓结肠炎症的潜在作用,并深入探讨以NLRP6炎性小体为中心的粘液屏障调控分子在肠菌/SCFAs介导的二甲双胍保护效应中的具体机制,从肠粘膜屏障修复角度为UC的治疗提供一种新思路和备选药物。
英文摘要
Gut microbiota dysbiosis and intestinal mucus barrier disruption are the important mechanism of ulcerative colitis (UC) pathogenesis. Restoring mucus barrier and promoting mucosal healing is the therapeutic target of UC. Recent studies have found that the classic anti-diabetic agent metformin has extensive effects, and its anti-inflammatory and hypoglycemic effects are most likely to relying on gut microbiota. Our previous study have confirmed that metformin has the effects of alleviating colonic inflammation and even repairing mucus barrier in UC mice model, and the intestinal microbiota composition in UC patients presented the specific reduction of short chain fatty acids(SCFAs) producing bacteria. So, does the gut microbiota mediate the beneficial effects of metformin on promoting restoration of mucus barrier in UC? And what is the specific regulatory mechanism behind it? In this project we try to answer these questions. We will apply a series of microbiomics, fecal transplantation and genetic manipulation methods in animal models, and to evaluate the dynamic changes of intestinal flora and its main metabolites SCFAs before and after metformin-treated UC mice, to investigate the protective effect and possible mechanism of metformin in mucus barrier repair in UC, especially to clarify the mechanism of NLRP6 signalling pathway, the centre regulator of mucus secretion, in the regulation of mucus barrier restoration of metformin. Our purpose is to provide an alternative medicine and a novel idea for the treatment of UC in the perspective of gut barrier repair and restoration.
肠道菌群紊乱和粘液屏障受损是溃疡性结肠炎(UC)的重要发病机制。修复粘液屏障、促进粘膜愈合是UC治疗的关键目标。近年研究发现,经典抗糖尿病药物二甲双胍的降糖及抗炎作用很可能依赖于肠道菌群。在本项目中,我们证实了肠上皮屏障一个新的保护性机制:二甲双胍通过调节肠道菌群,特别是富集产SCFAs肠菌,维护肠上皮屏障功能,促进UC粘膜修复。本项目主要采用微生物组学、肠菌移植、基因干预等方法,从动物整体、组织及分子水平阐明二甲双胍促进UC粘液屏障修复、减缓结肠炎症的潜在作用机制。体外实验证明了二甲双胍可以保护单层肠上皮细胞屏障功能,表现为能够显著稳定肠上皮的完整性、抑制细菌易位和降低跨膜转运的通透性。二甲双胍可以通过依赖AMPKα1介导的JNK信号通路激活产生抑制作用,减少紧密连接蛋白丢失和细菌易位的发生,参与保护肠上皮屏障功能。动物实验证实了二甲双胍在小鼠结肠炎中可以促进杯状细胞分化以及粘蛋白分泌,维护粘液屏障功能,减少细菌易位,减轻结肠炎的发生。同时,微生物组测序结果表明二甲双胍可以调节肠道菌群,主要表现为富集肠道产SCFAs菌,特别是Akkermansia muciniphila。抗生素清除肠道菌群可以显著削弱二甲双胍的粘液屏障保护作用。我们进一步发现Akkermansia muciniphila亦可促进杯状细胞粘蛋白分泌,加速粘液屏障修复,进而缓解小鼠结肠炎。这表明二甲双胍可以通过富集Akkermansia muciniphila(产SCFAs菌)进而促进杯状细胞的分化、成熟以及MUC2粘蛋白的合成、分泌,增强粘液屏障功能,减少细菌易位,降低肠道通透性,实现治疗UC的目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2020
期刊:胃肠病学
影响因子:--
作者:刘乐;陈烨
通讯作者:陈烨
Gut Microbiota Offers Universal Biomarkers across Ethnicity in Inflammatory Bowel Disease Diagnosis and Infliximab Response Prediction.
肠道微生物群为炎症性肠病诊断和英夫利昔单抗反应预测提供跨种族的通用生物标志物
DOI:10.1128/msystems.00188-17
发表时间:2018-01
期刊:mSystems
影响因子:6.4
作者:Zhou Y;Xu ZZ;He Y;Yang Y;Liu L;Lin Q;Nie Y;Li M;Zhi F;Liu S;Amir A;González A;Tripathi A;Chen M;Wu GD;Knight R;Zhou H;Chen Y
通讯作者:Chen Y
Multiomics Study Reveals Enterococcus and Subdoligranulum Are Beneficial to Necrotizing Enterocolitis.
多组学研究表明肠球菌和小颗粒有益于坏死性小肠结肠炎
DOI:10.3389/fmicb.2021.752102
发表时间:2021
期刊:Frontiers in microbiology
影响因子:5.2
作者:Lin H;Guo Q;Ran Y;Lin L;Chen P;He J;Chen Y;Wen J
通讯作者:Wen J
An engineering probiotic producing defensin-5 ameliorating dextran sodium sulfate-induced mice colitis via Inhibiting NF-kB pathway
产生防御素 5 的工程益生菌通过抑制 NF-kB 通路改善右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠结肠炎
DOI:10.1186/s12967-020-02272-5
发表时间:2020-03
期刊:J Transl Med
影响因子:--
作者:Zeng L;Tan J;Xue M;Liu L;Wang M;Liang L;Deng J;Chen W;Chen Y
通讯作者:Chen Y
Metformin protects against intestinal barrier dysfunction via AMPKα1-dependent inhibition of JNK signalling activation.
二甲双胍通过 AMPK α 1 依赖性抑制 JNK 信号激活来防止肠道屏障功能障碍
DOI:10.1111/jcmm.13342
发表时间:2018-01
期刊:Journal of cellular and molecular medicine
影响因子:5.3
作者:Deng J;Zeng L;Lai X;Li J;Liu L;Lin Q;Chen Y
通讯作者:Chen Y
低分子肝素通过肠道菌群吲哚代谢物调控巨噬细胞功能促进溃疡性结肠炎黏膜修复的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:15.0万元
- 批准年份:2024
- 负责人:陈烨
- 依托单位:
SCFAs通过PPARγ-FcγR轴调控巨噬细胞M2极化促进TNF-α抑制剂修复炎症性肠病黏膜屏障的作用及机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:陈烨
- 依托单位:
丁酸-HDAC-巨噬细胞轴在溃疡性结肠炎黏膜损伤修复中的作用及机制研究
- 批准号:82070543
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2020
- 负责人:陈烨
- 依托单位:
Syndecan-1调控紧密连接在肠上皮屏障维护中的作用及机制研究
- 批准号:81570480
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:陈烨
- 依托单位:
肠上皮Syndecan-1脱落在溃疡性结肠炎发病中的作用机制研究
- 批准号:81070291
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:陈烨
- 依托单位:
海尔曼螺杆菌长期感染动物模型的建立及其应用
- 批准号:39870025
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:1998
- 负责人:陈烨
- 依托单位:
国内基金
海外基金
