肠道菌群通过TLRs减轻电离辐射诱发DNA损伤的机制研究
本文选题:肠道内源性共生菌 + TLRs ; 参考:《安徽医科大学》2012年硕士论文
【摘要】:一般认为,肠道内源性菌群与宿主存在共生关系,肠道内源性菌群参与宿主的营养和能量平衡,对宿主免疫系统的进化和功能的维持发挥着积极的作用。反过来,宿主为微生物提供一个能够维持其生存的环境,从这个环境中微生物能够获得其必须的营养物质,保证其在宿主不同个体间的传播和隐匿。已有研究表明,肠道内源性菌群可以通过其组份激活Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs),减轻硫酸葡聚糖钠(dextran sulfate sodium,DSS)对肠道粘膜造成的损伤,维持肠道的自稳平衡。文献报道发现,TLR4和TLR5受体激活具有防护电离辐射损伤作用。TLRs的配体来源主要为细菌的不同组分。作为电离辐射的特异性损伤之一,DNA损伤的修复在正常机体生命活动中处于一种动态变化过程。肠道菌群作为机体的共生物,伴随生命的进程。本研究利用电离辐射诱发小鼠造血细胞DNA损伤为研究模型,探索肠道菌群中TLRs家族对DNA损伤和修复过程的影响和相关分子机制。 首先,利用广谱抗生素清除小鼠肠道内源性共生菌群,而后对小鼠进行2Gyγ射线照射,与单纯照射小鼠相比,肠道菌群清除后进行照射的小鼠骨髓细胞染色体畸变率明显增加;外周血细胞彗星电泳实验显示,反映DNA损伤的彗星尾距明显增加,表明清除肠道菌群可以促进电离辐射导致的DNA损伤。为了进一步分析肠道菌群对DNA损伤的防护作用是否与TLRs受体相关,我们分析了肠道菌群清除小鼠血清中TLRs配体的变化。通过Elisa方法对肠道菌群清除小鼠体内的TLRs含量进行检测,发现血清中三种TLRs(TLR2/6、TLR4和TLR5)的配体Lipopeptede、LPS和Flagellin均有不同程度的下降,因此推测:TLRs配体的减少及由此而导致TLRs功能激活的减弱可能是导致其DNA损伤增加的直接原因。为了确定这些来源于细菌组份的TLRs配体是否具有减轻辐射诱发DNA损伤的作用,我们将这些配体分别回转正常小鼠和肠道内源性菌群清除小鼠,分别用CBLB502(Flagellin的功能同源物)、LPS、Lipopeptide激活TLR5、TLR4和TLR2/6后,发现能够明显减轻电离辐射诱发的DNA损伤(骨髓细胞染色体畸变率降低,外周血细胞彗星电泳彗星尾距缩短)。上述研究表明,肠道菌群通过激活TLRs家族(TLR2/6、TLR4和TLR5),减轻电离辐射诱发的小鼠造血细胞DNA损伤。 为了进一步探索肠道菌群通过TLRs受体激活调节电离辐射诱发造血细胞DNA损伤的分子机制,采用基因芯片方法筛选TLR5激活后骨髓细胞基因表达谱的变化情况。结果表明,与对照组相比,TLR5激活后,骨髓细胞中共有85个基因表达上调,2个基因表达下调。进一步挑选出4个参与DNA损伤修复的基因Apex2、Gadd45β、Sod2和Rad21,用Real Time-PCR方法对TLR5、TLR4和TLR2/6激活后4种基因的表达进行了验证,发现这些基因的表达均有不同程度的上调。对肠道菌群清除小鼠骨髓细胞分析发现,上述4个基因表达均出现明显下调。 本研究发现,肠道内源性菌群可以通过其组份激活TLRs家族,,通过调节Apex2、Gadd45β、Sod2和Rad21等DNA损伤修复相关基因的表达,减轻电离辐射诱发的造血细胞DNA损伤。提示肠道内源性共生菌群通过其组份对TLRs的识别和激活,或参与稳态下机体自身的DNA损伤修复过程,从而降低宿主由DNA损伤所导致的癌症等疾病风险。
[Abstract]:In this study , it is found that the intestinal flora can activate Toll - like receptors ( TLRs ) by activating Toll - like receptors ( TLRs ) to reduce the damage to intestinal mucosa and maintain the self - stable balance of intestinal tract .
Firstly , the mouse intestinal endosymbionts were cleared by broad - spectrum antibiotics , and then the mice were irradiated with 2Gy 纬 - ray , and the chromosome aberration rate of bone marrow cells irradiated by intestinal flora was significantly increased compared with the simple irradiated mice .
In order to determine whether the TLRs ligands derived from the bacterial group were associated with TLRs receptors , it was speculated that the decrease of TLRs ligands and the decrease of TLRs ligands in mice induced by ionizing radiation could be a direct cause of increased DNA damage . The study indicated that the intestinal flora could reduce the DNA damage of hematopoietic cells induced by ionizing radiation by activating TLRs family ( TLR2 / 6 , TLR 5 ) and TLR5 .
In order to further explore the molecular mechanism of regulating the DNA damage of hematopoietic cells induced by ionizing radiation by TLRs receptor activation , the expression profile of bone marrow cells after activation of TLR5 was investigated by gene chip method . The results showed that the expression of four genes was up - regulated in bone marrow cells after TLR5 was activated . Four genes involved in DNA damage repair were selected to be up - regulated .
In this study , it was found that endogenous bacteria in intestinal tract can activate TLRs family by regulating the expression of related genes by regulating DNA damage such as Apex2 , Gadd45尾 , Sod2 and Rad21 , and reduce the DNA damage of hematopoietic cells induced by ionizing radiation . It is suggested that endogenous symbiotic bacteria in intestinal tract can recognize and activate TLRs by their components or participate in the process of DNA damage repair of organism under steady state , thus reducing the risk of diseases such as cancer caused by DNA damage .
【学位授予单位】:安徽医科大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R142
【共引文献】
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本文编号:2001437
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