干扰素诱导蛋白204在小鼠DSS诱发结肠炎中的作用

发布时间：2020-04-18 20:36

【摘要】：干扰素诱导蛋白204(IFI204)是一种胞内DNA受体,能够识别DNA病毒和胞内菌。目前已知IFI204识别DNA后主要启动两种天然免疫信号:诱导干扰素产生和引起炎性体活化。肠炎和肠癌等肠道疾病是严重威胁人类以及多种动物健康的重要疾病之一,IFI204在肠道疾病中的作用仍不清楚。本论文以葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠结肠炎为研究模型,探讨IFI204对肠炎发生的调节作用。研究发现IFI204主要通过调节肠道菌群的构成发挥抗结肠炎的作用,并分析疣微菌门疣微菌属Akkermansia muciniphilia(A.muciniphilia)对结肠炎发生具有保护作用。首先,通过荧光定量PCR的方法对IFI204在小鼠各个组织中的表达情况进行检测,结果发现IFI204在小肠、盲肠以及结肠中均有表达。随后,通过DSS诱导肠炎模型,分析IFI204在结肠炎中的作用。结果发现,IFI204基因缺失小鼠对DSS诱导的肠炎更为易感。主要表现为:IFI204基因缺失后,小鼠存活率显著降低;从DSS诱导肠炎的第5天开始,小鼠体重减轻更为明显;IFI204基因缺失小鼠结肠组织肠黏膜下层水肿严重,肠黏膜大面积溃疡,结构破坏严重,病理损伤更为严重。通过免疫组化的方法对构成黏液层的主要黏蛋白mucin2的表达情况、黏液层的厚度、分泌黏蛋白的杯状细胞数量进行检测。结果发现,空白组的WT小鼠和IFI204基因缺失小鼠mucin2的表达无明显差异,黏液层厚度相似,杯状细胞数量相近。通过AB和PAS染色对黏蛋白的表达量及性质进行分析发现,与WT小鼠相比,IFI204基因缺失小鼠总的黏蛋白表达量无显著差异,然而,对维持黏液层稳定性起重要作用的酸性黏蛋白显著减少。以上结果说明IFI204基因缺失小鼠对DSS诱导肠炎易感性增加,且对肠炎易感性增加可能源于酸性黏蛋白表达减少所致。黏蛋白能够被肠道微生物降解,并为微生物的成长提供能量,影响微生物的组成,同时肠道微生物菌群也能够影响黏蛋白的表达及性质。因此,我们进一步分析IFI204对黏蛋白性质的影响,以及对肠炎易感性的差异是否由肠道微生物调节。对两种基因型小鼠粪便基因组DNA进行16srRNA测序分析发现,两种基因型小鼠菌群不同,分别位于不同的群落内。厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门细菌总共占整个肠道微生物菌群的98%以上。对这三个门的细菌进行PCR分析统计发现,与WT小鼠相比,IFI204基因缺失小鼠肠道微生物中拟杆菌门和变形菌门存在显著差异,而厚壁菌门无明显差异。为了验证WT与IFI204~(-/-)小鼠之间的差异是否由肠道菌群的改变引起的,将两种基因型的小鼠共同饲养或交叉抚育,使肠道菌群趋于一致。然后通过DSS诱导肠炎,分析菌群差异是否影响IFI204基因缺失小鼠对肠炎的易感性。结果发现,共同饲养或交叉抚育后的两种基因型小鼠对DSS诱导肠炎的易感性趋于一致。主要体现在DSS诱导肠炎后,共同饲养或交叉抚育后的两种基因型小鼠存活率一致,体重减轻一致,临床病理学评分一致;DSS诱导肠炎第7天,结肠组织病理损伤无明显差异,病理损伤评分一致。此外,在共同饲养或交叉抚育后的两种基因型小鼠mucin2黏蛋白的表达、总黏蛋白的表达仍然没有差异,而酸性黏蛋白的表达则趋于一致。由以上结果可知,IFI204基因缺失小鼠对DSS诱导肠炎易感性增加以及酸性黏蛋白的减少是由肠道微生物菌群所介导的,且微生物所介导的肠炎易感性可以转移。IFI204基因缺失小鼠具有不同于WT小鼠的微生物菌群,对粪便细菌DNA进行16srRNA比对分析寻找关键的差异菌群,结果发现IFI204基因缺失后差异最大的是疣微菌门疣微菌属A.muciniphilia,其含量显著增加。通过荧光定量PCR的方法对共同饲养或交叉抚育后的两种基因型小鼠中A.muciniphilia的含量进行检测发现,共同饲养或交叉抚育后的两种基因型小鼠粪便DNA中A.muciniphilia的含量趋于一致,表明A.muciniphilia能够转移。基于以上结果我们推测A.muciniphilia可能作为关键差异菌决定IFI204基因缺失小鼠对DSS诱导肠炎易感性。因此,我们采用厌氧培养方式,从IFI204基因缺失小鼠粪便中对A.muciniphilia进行分离和纯化。成功得到分离株后,通过灌胃的方式将A.muciniphilia回补到WT小鼠体内,分析该菌对肠炎易感性的影响。结果发现回补A.muciniphilia能够在肠道定植,且能够显著提高小鼠存活率。综上所述,本论文研究结果表明IFI204能调节肠道微生物菌群,进而抑制DSS诱导的小鼠结肠炎发生。肠道菌群A.muciniphilia可能介导小鼠对DSS诱导结肠炎的保护作用。
【图文】：

存活曲线,小鼠,组织器官,临床病理

图 1.1 小鼠各组织器官中 IFI204 基因的表达ig.1.1 The expression of IFI204 in different tussions 发生结肠炎后存活和体重的变化以及临床鼠和 IFI204-/-小鼠各 7 只，2% DSS 溶液诱导结小鼠的精神状态及是否出现临床病理现象，统计图所示，IFI204-/-小鼠自第 8 天开始死亡，第 11 0 天开始死亡，统计到第 15 天存活率为 28%左右逐渐恢复正常，统计学分析存活曲线，两组小鼠对两种基因型小鼠的体重变化进行统计，结果如重持续急剧地下降，，WT 小鼠体重下降较 IFI20小鼠体重在第 5-9 天均有显著差异。根据小鼠的肠的颜色进行临床病理评分，发现 IFI204-/-小鼠

病理切片,黏蛋白,杯状细胞,小鼠

图 1.3 结肠组织病理切片（Fig.1.3 Histopathological change(A)aA．DSS 诱导小鼠结肠炎第 7 天，结肠组织A. H&E staining of mouse colon tissue on d*P<1.2.4 小鼠结肠组织黏蛋白的检测在肠道组织中，mucin2 黏蛋白是构免疫组化检测了小鼠结肠组织 mucin2 的肠杯状细胞的数量。如图 1.4 所示，图及厚度，WT 小鼠与 IFI204-/-小鼠 NT 组C 为 WT 与 IFI204-/-小鼠结肠杯状细胞鼠由于结肠炎组织结构遭到严重破坏，其通过 PAS 和 AB 染色检测结肠组织不同
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S856.4

【参考文献】