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炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)是一组不明原因的慢性非特异性肠道炎症性疾病,包括溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)和克罗恩病(Crohn’s disease,CD)。目前IBD的发病原因和病理生理机制仍未完全明确,其发生可能与肠黏膜组织内固有免疫和获得性免疫应答异常、肠道微生物、肠黏膜屏障损伤、遗传易感性以及环境因素等有关。对IBD患者进行大规模全基因组关联研究,发现了近200个IBD易感基因,除少量位于基因编码区的单核苷酸多态性(Single-Nucleotide Polymorphisms,SNP)位点可直接影响氨基酸序列外,大部分SNP位点的功能和对疾病表型的分子贡献仍不明确。此外,病原微生物感染作为环境触发因素,作用于携带易感基因的个体被认为是IBD的主要发病机制。因此,针对IBD易感基因位点的功能,以及易感基因与环境触发因素相互作用进行研究对解析IBD的发病机制和疾病的诊疗都具有重要意义。Janus激酶/信号转导与转录激活因子(Janus kinase/signal transducer and activator of transcriptions,JAK-STAT)信号通路是众多细胞因子信号转导的细胞内共同通路,广泛参与细胞增殖、分化、凋亡以及炎症等过程。在IBD易感基因中,JAK-STAT通路中的易感基因包括IL23R、IL12B、JAK2、TYK2、STAT3、STAT1、STAT4、SOCS1、IL10和STAT5等。其中,STAT5可被多种细胞因子、生长因子和激素激活,在肠道屏障形成中起着关键的重要作用。本论文对STAT5A基因的SNP rs7220367位点进行研究探讨SNP对基因表达和细胞功能的影响,及SNP参与IBD发病的机制;进一步通过条件性肠道上皮干细胞Stat5基因敲除小鼠研究Stat5对鼠伤寒沙门氏菌感染的影响,研究易感基因与环境触发因素相互作用的机制。为了探讨STAT5ASNP rs7220367的功能,课题的第一部分通过CRISPR/Cas9基因编辑技术构建携带SNP rs7220367(C→G)的突变细胞系,研究其对细胞增殖和凋亡、细胞迁移能力、基因转录、蛋白表达和表观基因的影响。研究结果发现SNP rs7220367上调STAT5A的表达;抑制细胞增殖、促进细胞迁移;上调TNFα等IBD重要致病通路中蛋白的表达,并影响表观基因的表达。结果提示STAT5A可能参与IBD的发病,并成为IBD的潜在治疗靶点。为了阐明STAT5在病原微生物感染等环境触发因素诱发肠道炎症性疾病中的作用,课题的第二部分利用他莫昔芬诱导敲除小鼠肠道上皮干细胞中的Stat5,并通过鼠伤寒沙门氏菌诱导小鼠急性感染模型,检测小鼠肠道病理损伤、相关蛋白和炎症因子的表达变化,并检测粪便样本中的菌群变化。研究结果显示Stat5敲除加重鼠伤寒沙门氏菌感染导致的肠道病理损伤和肠道菌群紊乱,提示STAT5在维持肠道上皮稳态和微生物稳态具有重要作用。综上所述,通过对IBD的易感基因位点STAT5A SNP rs7220367功能的进行研究,发现SNP位点可对细胞功能和基因表达产生显著影响,这对阐明IBD的发病机制具有重要意义,并对其他易感基因位点功能的研究提供了重要的参考;通过对小鼠肠道干细胞敲除Stat5合并鼠伤寒沙门氏菌感染的体内实验发现STAT5对维持肠道上皮稳态和微生物稳态具有重要作用。研究结果提示肠道细胞中的STAT5信号通路具有重要的功能,其过表达及敲除均参与疾病的发生,也为IBD的治疗提供了新的思路。