脱硫弧菌鞭毛蛋白活化肠上皮新型受体LRRC19促进炎症性肠病发生的机制研究
批准号:
82070545
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
曹海龙
依托单位:
学科分类:
消化道内环境紊乱、黏膜屏障障碍及相关疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹海龙
中文摘要
炎症性肠病(IBD)发病激增与高脂饮食(HFD)及肠道菌群失调有关。文献及我们均发现IBD患者及HFD小鼠中脱硫弧菌过度生长,该菌及其鞭毛蛋白均可促进肠道炎症,但机制未明;研究报道肠上皮细胞新型受体LRRC19可识别鞭毛蛋白并启动肠粘膜慢性炎症,我们也发现IBD患者及HFD小鼠中肠上皮LRRC19表达上调,并可激活肌球蛋白轻链激酶(MLCK)破坏肠道屏障;我们还发现Lrrc19基因缺陷可减轻HFD诱导的肠屏障破坏。故我们假设脱硫弧菌鞭毛蛋白可通过活化LRRC19-MLCK信号轴促进IBD发生。本研究首先在IBD患者和多种SPF及GF的IBD模型中探讨HFD促进IBD发生中脱硫弧菌的重要作用;进而运用Lrrc19基因缺陷模型和体外实验解析脱硫弧菌的致病机制以及鞭毛蛋白与LRRC19蛋白的互作;最后评价多种措施调节LRRC19-MLCK信号轴的疗效。本项目将为IBD发病及防治的研究提供新思路。
英文摘要
The high prevalence of inflammatory bowel disease (IBD) is closely related to high-fat diet (HFD) and gut microbiota dysbiosis. Previous studies and our data have demonstrated that the overgrowth of Desulfovibrio has been found in IBD patients and HFD-treated mice. Moreover, Desulfovibrio and its flagellin could promote intestinal inflammation, however, the mechanisms remain unclarified. As a novel gut epithelial immune receptor, leucine-rich repeat C19 (LRRC19) has been reported to be involved in the recognition of the flagellin, leading to chronic intestinal mucosa inflammation. We further found that LRRC19 was upregulated in IBD patients and HFD-treated mice, and could activate myosin light chain kinase (MLCK) and disrupt the intestinal barrier. Moreover, we also found that Lrrc19 gene deletion alleviated HFD-induced intestinal barrier disruption. Therefore, we suppose that the flagellin of Desulfovibrio could promote IBD through activating LRRC19-MLCK signaling axis. This hypothesis will be addressed by 3 specific aims. Aim 1 will explore the pivotal role of Desulfovibrio in IBD patients and multiple IBD animal models using specific pathogen free (SPF) and germ-free (GF) facilities. Aim 2 will further investigate the pathogenesis of Desulfovibrio and interaction of Flagellin/LRRC19 proteins using Lrrc19-/- mice model and in vitro study. Finally, aim 3 will evaluate the preventive effects of the multiple methods targeting LRRC19-MLCK signaling axis on IBD promoted by HFD. In all, this project will provide new insights into the pathogenesis and treatment of IBD.
近年来,炎症性肠病(Inflammatory bowel disease, IBD)的发病率在全球不断上升。由于其病因未明,因此治疗困难且容易复发。肠道菌群失调被认为与IBD的发生密切相关。前期研究发现鞭毛菌脱硫弧菌(Desulfovibrio vulgaris, D. vulgaris)在UC患者的肠道中富集,该细菌能够通过产生硫化氢来促进肠道炎症的发生,但是其促进UC的具体分子机制仍有待进一步阐述。本研究首先在UC患者中探索D. vulgaris与UC的关系,进而纯化出脱硫弧菌鞭毛蛋白(D. vulgaris flagellin, DVF),利用小鼠结肠炎模型、多种细胞系、类器官、基因缺陷鼠、无菌鼠,转录组及16S rDNA测序、荧光原位 杂交、定量PCR、免疫组化、western blot、分子对接、表面等离子共振等技术探索DVF促进结肠炎的分子机制并筛选出可以减轻DVF诱导的结肠炎的中药单体香蒲新苷。主要的研究结果包括:D. vulgaris在UC患者的粪便和肠粘膜中的相对丰度升高,且其丰度与反映疾病严重程度的指标呈正相关。DVF具有和D. vulgaris类似的促炎能力。DVF能够与新型肠上皮受体leucine-rich repeats containing 19 (LRRC19)而非TLR5互作,激活下游的NF-κB和MAPK信号通路,促进炎症因子的表达从而促进结肠炎的发生。敲除LRRC19或者利用香蒲新苷靶向阻断DVF-LRRC19的互作能够显著改善DVF诱导的结肠炎症。本课题的主要特色及创新之处在于以肠道菌群-宿主互作这一炎症性肠病发生中的关键因素为切入点,从临床中发现的现象出发,利用动物、细胞、类器官等实验,使用多种实验技术探讨了脱硫弧菌及其鞭毛蛋白在结肠炎发生发展中的重要作用,并发现了其致病的潜在分子机制。研究成果以论文的形式提交,已在SCI期刊发表论文10篇;使8名博硕士研究生获得系统的科研技能训练。本项目将引领肠菌促进IBD发生及临床转化研究达到新水平,推动肠道菌群与IBD相关性研究逐渐迈向因果关系的探索,阐释随着饮食习惯改变带来我国IBD高发的基础科学问题及防治新思路,具有重要临床及社会意义。
母体食品添加剂P80暴露促进子代溃疡性结肠炎发生的机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:曹海龙
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依托单位:
ADAM-17/EGFR信号轴活化在次级胆汁酸诱导结肠上皮细胞凋亡抵抗中的作用
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批准号:81300272
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2013
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负责人:曹海龙
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依托单位:
国内基金
海外基金