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结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是消化系统常见的恶性肿瘤之一,CRC的发生和发展与遗传异质性、环境因素、饮食习惯等因素密切相关;大肠黏膜在环境及遗传等多种致病因素作用下发生的恶性转变。多种基因的突变、DNA异常修复等均与结直肠癌的发生、发展有关;此外,肠道微生物群也是影响肿瘤发生的重要因素之一,并且肠道菌群结构的改变对结直肠癌的治疗及预后有复杂的影响。针对CRC的治疗,目前化学治疗仍然是CRC精准临床治疗中最常用的重要治疗手段之一。然而,化学治疗过程中最常见的毒副作用就是化疗性肠道黏膜炎症,并常常伴有肠道菌群失调。故近年来有关肠道菌群结构、化疗性肠道黏膜炎症及肠道免疫系统的研究成为研究热点。肠道微生物是构成肠黏膜屏障的重要组成部分,其中,Bifidobacterium是肠道有益菌群的重要成员之一。曾有报道示Bifidobacterium infantis(B.infantis)对肠道相关疾病有益,其中B.infantis对治疗炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)有效,B.infantis也可减轻三硝基苯磺酸(trinitro-benzene-sulfonic acid,TNBS)诱导的结肠炎及5-Fluorouracil(5-FU)诱导的正常大鼠的化疗性黏膜炎。此项研究旨在探讨B.infantis对5-FU联合Oxaliplatin诱导的CRC大鼠的化疗性肠道黏膜炎的治疗效果及作用机制。目的肠道黏膜炎症是肿瘤化学治疗常见的毒副作用。比较Control组、Chemotherapy组和B.infantis组CRC大鼠的肠道黏膜炎症的严重程度;探讨B.infantis对5-FU联合Oxaliplatin诱导的CRC大鼠的化疗性肠道黏膜炎的治疗效果及其可能的作用机制。方法(1)建立CRC大鼠模型:所有大鼠皮下注射1%DMH(dimethylhydrazine,DMH)至第10周末;大鼠禁食12h后予背侧肛门缘上2mm直肠黏膜下注射SW480细胞株。2周后,将大鼠随机分3组(n=10):Control group(saline+saline),Chemotherapy group(saline+5-FU+Oxaliplatin),B.infantis group(B.infantis+5-FU+Oxaliplatin).B.infantis组大鼠B.infantis灌胃11天,Control组和Chemotherapy组大鼠同等量生理盐水灌胃。灌胃第8天,Chemotherapy组和B.infantis组大鼠予腹腔灌注5-FU+Oxaliplatin,而Control组腹腔灌注等容积生理盐水,连续注射3天。(2)记录并分析CRC大鼠的体质量(body weight,BW)。(3)记录并分析CRC大鼠的腹泻程度。(4)组织形态学分析:检测肠黏膜绒毛长度、隐窝深度,并评估肠道黏膜损伤程度。(5)利用ELISA分析促炎症因子(IL-6,TNF-α,IL-1β)水平,并评估化疗性肠道黏膜炎症。(6)通过Flow cytometry分析T细胞亚群(CD4~+CD17A~+cells,CD4~+CD25~+Foxp3~+Tregs)的含量水平,并评估化疗性肠道黏膜炎症。(7)利用RT-PCR技术检测Th1、Th17及Foxp3~+Tregs相关细胞因子(IL-2mRNA,IL-12 mRNA,IFN-γmRNA,T-bet mRNA,IL-17 mRNA,IL-21 mRNA,IL-23mRNA,RORγt mRNA,IL-10 mRNA,Foxp3 mRNA和TGF-βmRNA)的表达水平。(8)统计学方法:实验结果采用SPSS 21.0统计软件进行分析,以Wilcoxon rank sum test,Kruskal-Wallis H test和Nemenyi test进行统计分析,定量资料以均数±标准差表示,P<0.05为差异有统计学意义。结果(1)研究表明,化疗后Chemotherapy组CRC大鼠的体重减轻较Control组显著,B.infantis组CRC大鼠的体重减轻程度较Chemotherapy组显著降低,即B.infantis改善由化疗引起的体重减轻。(2)研究示化疗后Chemotherapy组CRC大鼠的腹泻评分显著高于Control组,但B.infantis组CRC大鼠的腹泻评分较Chemotherapy组降低,即B.infantis改善化疗引起的腹泻。(3)研究显示,在肠绒毛长度方面,Chemotherapy组比Control组显著减低;B.infantis组与Chemotherapy组比,绒毛长度较长;在隐窝深度(crypt depth)方面,Chemotherapy组比Control组隐窝破坏较严重;B.infantis组与Chemotherapy组比,隐窝破坏较轻,表明B.infantis减轻由化疗引起的CRC大鼠的肠黏膜损伤程度。(4)ELISA分析显示,与Control组比较,Chemotherapy组CRC大鼠的促炎症因子(IL-6,TNF-α,IL-1β)水平升高,但B.infantis组CRC大鼠的促炎症因子水平较Chemotherapy组降低。B.infantis下调化疗性肠道黏膜炎大鼠的促炎症细胞因子水平。(5)Flow cytometry分析显示,与Control组比较,Chemotherapy组CRC大鼠的CD4+CD17+cells含量增加,但B.infantis组CRC大鼠的CD4+CD17+cells含量较Chemotherapy组减少。此外,与Control组比较,Chemotherapy组CRC大鼠的CD4+CD25+Foxp3+Tregs含量相对减少,但B.infantis组CD4+CD25+Foxp3+Tregs含量较Chemotherapy组相对增加。(6)RT-PCR分析Th1相关细胞因子(IL-2 m RNA,IL-12 m RNA,IFN-γm RNA,T-bet m RNA),Th17相关细胞因子及转录因子(RORγt m RNA,IL-17m RNA,IL-21 m RNA,IL-23 m RNA),Foxp3+Tregs相关细胞因子和转录因子(IL-10 m RNA,Foxp3 m RNA,TGF-βm RNA)表达水平,结果显示B.infantis逆转化疗性肠道黏膜炎大鼠Th1-and Th17-相关细胞因子水平的上调及Foxp3+Tregs相关细胞因子水平的下调。结论B.infantis通过下调CD4+CD17A+细胞免疫上调CD4+CD25+Foxp3+Tregs细胞免疫有效减轻CRC大鼠的化疗性黏膜炎症。