植物乳杆菌调节NLRP6炎性体活化的分子免疫机制研究

发布时间：2020-06-03 08:12

【摘要】：炎性体是近年来新发现的一种胞内多蛋白复合物,它由模式识别受体(PRR)、半胱天冬酶-1(caspase-1)和含CARD结构域的凋亡相关斑点样蛋(apoptosis associated speck-like protein cotaining a CARD,ASC)组成。NOD-样受体(Nod-like receptor,NLR)被激动剂激活,通过NOD受体导致寡聚化,借助嗜同型相互作用,组装一个大的分子复合物作为平台来招募Caspase-1前体,招募到炎症复合体周围后,Caspase-1自身裂解变为具有剪切活性的Caspase-1,活化的Caspase-1能够将IL-1β和IL-18前体剪切为成熟的IL-1β和IL-18,使达到它们稳定且有活性的状态,促使其分泌至胞外,发挥生物学效应。益生菌的益生功能之一是可以通过调控促炎性细胞因子和抗炎性细胞因子的平衡而缓解肠道炎症反应从而达到防病的作用。植物乳杆菌可以调节宿主肠道微生态的组成,调整菌群之间的关系,形成生物学屏障而发挥黏膜免疫功能。大量实验资料表明植物乳酸杆菌可能在宿主抗感染、抗肿瘤免疫和炎症反应中发挥至关重要的作用。它能够增强吞噬细胞功能、诱导细胞因子及一氧化氮等免疫介质释放。Nod-like receptor(NLR)家族成员在降低宿主对化学物质诱导的结肠炎方面发挥重要作用。本研究首先用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导结肠炎疾病模型,然后用植物乳杆菌干预小鼠结肠炎模型,进而阐明乳酸菌是否参与调控Pro-IL-1β/Pro-IL-18的释放、诱导炎性体信号对其剪切、成熟并释放调节炎症反应的机制。主要研究内容及结果如下:(1)NLRP6在植物乳杆菌干预小鼠结肠炎中的作用本实验通过给C57B/L6小鼠自由饮用4%DSS建立急性结肠炎模型,探究植物乳杆菌对小鼠结肠炎的免疫调节功能,评价乳酸菌对DSS模型小鼠的防治作用。实验结果表明,与DSS模型组相比,植物乳杆菌预防组和治疗组,小鼠体重明显升高,结肠炎疾病活动指数(DAI)显著下降,结肠长度变长,结肠组织微观病理变化显著缓解,肠系膜淋巴结(MLNs)中CD3~+CD4~+IL-4~+和CD3~+CD4~+IL-10~+T细胞水平升高,结肠组织中的IL-18升高,而IL-1β下降。在植物乳杆菌干预的过程中,NLRP6蛋白在结肠组织中表达增高,以上结果说明,DSS模型小鼠肠道炎性反应增加,但乳酸菌可以在肠道内通过激活NLRP6蛋白实现抑制IL-1β分泌、促进IL-18分泌。在急性结肠炎模型中,植物乳杆菌激活的NLRP6蛋白发挥着重要的作用。(2)植物乳杆菌诱导NLRP6炎性体活化抗结肠炎机制研究为了进一步揭示植物乳杆菌调节NLRP6蛋白发挥的生物学功能,体外实验以原代C57B/L6小鼠骨髓源巨噬细胞为研究模型,分析植物乳杆菌对NF-κB信号通路的影响,在LPS激活炎性体第一信号的情况下植物乳杆菌是否参与NLRP6炎性体的调控作用以及自噬信号和一氧化氮合成酶对炎性体信号的影响。通过免疫印迹、免疫荧光分析结果表明植物乳杆菌可以激活LC3II和一氧化氮合成酶。通过荧光定量PCR、免疫印迹、免疫荧光分析结肠组织中NLRP6表达,实验结果表明,经过植物乳杆菌干预在结肠组织中NLRP6能够大量表达,主要表达于炎性细胞中。实验结果表明,植物乳杆菌可以诱导NLRP6表达,抑制IκBα磷酸化从而抑制的NF-κB表达,通过LPS激活NLRP6炎性体第一信号后植物乳杆菌可以激活NLRP6炎性体,并对IL-1β成熟有一定的抑制作用,对IL-18进行剪切并成熟释放,且整个过程主要依赖于NLRP6信号。结果表明,植物乳杆菌胞壁成分肽聚糖可能是激活炎性体的活性物质。综上所述,本研究发现植物乳杆菌可以诱导NLRP6炎性体的活化,进而抑制IL-1β的分泌和增强IL-18的分泌,减缓了DSS诱导的结肠炎炎症反应。该论文实验结果初步揭示了乳酸菌缓解和治疗小鼠结肠炎的分子免疫机制,具有重要的理论价值和应用价值。
【图文】：

1.2 结果1.2.1 DSS 结肠炎模型的建立随机选取两组体重均一致的 C57BL/6 小鼠，其中一组采取自由饮水的方式饲喂 4% DSS 七天， DSS 组小鼠在第四天体重已经开始下降（图 A）、DAI 在第三天开始升高（图 B）、从肉眼也可以看出 DSS 组小鼠肛门处有血液凝固（图 C），说明小鼠已经发生血便、结肠组织 HE 染色数据(10×)（图 D）显示 DSS 组结肠黏膜不完整，腺体被破坏，肠壁增厚，说明 DSS 模型的成功构建。

I 指数进行记录，如图所示通过体重可以在一定程度上改善小鼠结肠炎的可以得出 L. plantarum NC8 能够降低度（图 C）可以看到 DSS 模型组的的缓解其症状。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S852.4

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本文编号：2694543