肠道菌群以及粪便代谢产物在急性前葡萄膜炎发病机制中作用的研究

来源 :重庆医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:naimiu2
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背景:葡萄膜炎是一类可危害患者视功能甚至导致盲目的炎症性眼病[1,2]。急性前葡萄膜炎(AAU)作为其最常见的类型,可以损害眼前段的正常结构和功能[3]。它与人类白细胞抗原B27(HLA-B27)密切相关,并且是脊椎关节病(SpA),强直性脊柱炎(AS)和炎症性肠病(IBD)等自身免疫疾病的常见关节外表现[4,5]。目前研究发现免疫系统失衡在AAU的发生发展中起重要作用,例如患者体内辅助性T细胞17(Th17)和调节性T细胞(Treg)比例的失衡以及IL-17表达的增加[6]。近年来研究发现肠道菌群以及粪便代谢产物在维持免疫系统的稳态中起到重要作用[7]。在肠道内,微生物可直接或间接参加免疫反应的调节[8,9],以Collinsella菌为例,它与肠道内α-氨基己二酸和天冬酰胺强的产生相关,并且可以促进IL-17A的分泌[10]。同时肠道菌群被发现在多种自身免疫疾病的发生发展中起重要作用。Yersinia Enterocolitica和Salmonella typhimurium菌可参与SpA的发生发展[11,12]。与正常人相比,在白塞氏病患者肠道内Roseburia菌明显减少且肠道内丁酸盐的产生明显降低[13]。在实验性自身免疫性葡萄膜炎(EAU)模型小鼠的体内,肠道菌群对其炎症的发生发展起重要作用[14],甲硝唑或者万古霉素等抗生素可以增加小鼠肠道内Dorea和Clostridium菌的丰度并且降低EAU小鼠眼部临床评分[15]。由此可见,尽管肠道菌群以及粪便代谢产物参加了多种免疫反应的调节和多种自身免疫疾病的发生,它们是否参加AAU的发生发展以及其具体机制是什么尚不清楚。基于以上背景资料,本课题主要针对以下两个问题进行研究:(1)与正常人相比,AAU患者肠道内菌群和粪便代谢产物是否发生了改变?(2)如果发生了改变,它们在疾病发生发展中的机制是什么?通过对以上两个问题的探讨,有可能进一步阐明AAU的发病机制,为AAU的治疗提供新的靶点。第一部分急性前葡萄膜炎患者肠道微生物及粪便代谢产物变化研究目的:肠道菌群以及粪便代谢产物在多种自身免疫疾病的发生发展中起重要作用。本部分旨在探讨AAU患者体内肠道菌群与粪便代谢产物与正常人相比是否发生了改变,以及其特点是什么。方法:1.按照纳入标准收取AAU病人以及正常对照粪便提取DNA后进行16s rDNA测序分析2.按照纳入标准收取AAU病人以及正常对照粪便进行非靶向气相色谱-质谱(GC-MS)的代谢组学分析3.肠道菌群和粪便代谢产物结果关联分析结果:AAU患者体内的物种组成与正常人相比有显著差异。与健康对照相比,在AAU患者体内,有包括Roseburia在内的8个菌属减少,而只有Veillonella菌增多。但此差异用错误发现率(FDR)校正后失去统计学意义。AAU病人体内粪便代谢产物与正常人明显不同,有包括6-脱氧-D-葡萄糖1,亚油酸,N-乙酰-β-D-甘露糖胺3,莽草酸,壬二酸,异麦芽糖1和棕榈油酸在内的7种代谢产物在AAU患者体内升高。关联分析发现亚油酸与Roseburia和Veillonella菌显著相关。结论:我们的结果没有发现AAU病人和正常人体内的差异菌群,但与正常人相比,AAU患者体内粪便代谢产物明显不同。第二部分棕榈油酸在急性前葡萄膜炎发病机制中的作用目的:既往研究报道棕榈油酸(palmitoleic acid,PA)对免疫系统的功能有抑制作用,在上部分研究中发现PA在AAU病人以及正常人之间存在差异,本部分旨在探究PA在AAU发病机制中的作用。方法:1.按照纳入标准收取AAU病人以及正常对照粪便利用靶向气相色谱-质谱(GC-MS)的代谢组学验证粪便中PA的水平。2.利用酶联免疫吸附技术(ELISAs)和流式细胞术(FCM)探讨PA对树突状细胞(DC)和CD4+T细胞功能的影响。3.对C57BL/6J小鼠予PA或空白对照溶液灌胃,并用人视网膜IRBP651-670肽诱导EAU模型。通过观察小鼠眼球临床表现和组织病理学评分评估EAU的疾病严重程度。利用FCM评估小鼠脾脏Th1和Th17细胞的分化。4.利用串联质谱标记(TMT)蛋白质组探讨PA对DC蛋白表达的影响。5.利用FCM和蛋白质免疫印迹技术(WB)探讨PA对DC凋亡的影响。结果:AAU患者粪便中的PA浓度与健康对照相比明显升高。在体外,PA可促进DC的凋亡并抑制小鼠骨髓来源树突状细胞(BMDC)以及AAU患者和健康个体的DC分泌TNF-α。它能降低BMDC和健康个体DC表面标志物的表达以及IL-12p70的分泌,但对AAU患者的DC无影响。同时PA还可直接抑制小鼠、AAU患者和健康个体CD4+T细胞的分化以及IFN-γ和IL-17的分泌。在体内,与对照组相比,PA可降低EAU小鼠眼部的临床评分和组织病理学评分,并且抑制EAU小鼠脾脏Th17细胞的分化,但对Th1细胞无影响。蛋白质组学结果显示,与对照相比,PA处理的DC中有30种蛋白上调,77种蛋白下调。结论:我们的结果发现PA可以抑制DC和CD4+T细胞的功能并降低EAU小鼠模型的炎症反应。同时它可以促进DC细胞的凋亡并调节DC蛋白的表达。
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