炎癥性腸病與微生態(tài)

1、Dysbiotic gut microbiota causes transmissible Crohns disease-like ileitis independent of failure in antimicrobial defence有害性腸道菌群導(dǎo)致傳染性克羅恩病樣回腸炎的發(fā)生且與抗菌有害性腸道菌群導(dǎo)致傳染性克羅恩病樣回腸炎的發(fā)生且與抗菌防御失效無關(guān)防御失效無關(guān)Student：Yu TaoSupervisor：Bai Aiping2016 Feb;65(2):225-37GUTIF=14.66Semimonthly審稿周期:1.2個(gè)月“胃腸肝病學(xué)胃腸肝病學(xué)”子行業(yè)的頂級(jí)雜志子行業(yè)的頂

2、級(jí)雜志The Corresponding AuthorProf. Dr. Dirk Haller慕尼黑工業(yè)大學(xué)食品健康學(xué)院營養(yǎng)免疫學(xué)系主任主要研究方向：營養(yǎng)因子和細(xì)菌對(duì)炎癥性腸病等慢性炎癥性疾病的生物醫(yī)學(xué)效應(yīng)代表性論文代表性論文1.Oral versus intravenous iron replacement therapy distinctly alters the gut microbiota and metabolome in patients with IBD.Gut. 2016 Feb 4. （IF=14.66）2.Lactocepin secreted by Lactobacil

3、lus exerts anti-inflammatory effects by selectively degrading pro-inflammatory chemokines. Cell Host & Microbe. 2012;11(4): 387-396（IF=12.328）3.Gene environment interaction in chronic inflammatory disease. Nat. Immunol. 2011; 12(4):273-277（IF=20.004）4.Enterococcus faecalis Metalloprotease Compro

4、mises Epithelial Barrier and Contributes to Intestinal Inflammation. Gastroenterology. 2011; 141(3): 959-71.(IF=16.716)ContentsContents12344BackgroundTechnical roadmapResultsConclusion5Comment炎癥性腸?。↖nflammatory Bowel Disease,IBD）是一類病因不是十分清楚以慢性炎癥為特征的腸道炎癥病變主要包括潰瘍性結(jié)腸炎（Ulcerative Colitis,UC）和克羅恩?。–rohns

5、 Disease,CD）UC是一種慢性非特異性結(jié)腸炎，重癥發(fā)生潰瘍，病變主要累及結(jié)腸黏膜和黏膜下層，呈連續(xù)性分布。CD為一種慢性肉芽腫性炎癥，病變可累及胃腸道各部位，而以末端回腸及其鄰近結(jié)腸為主，多呈節(jié)段性、非對(duì)稱性分布BackgroundBackgroundUC，以結(jié)腸炎為主CD，為回腸炎為主Background潘式細(xì)胞潘式細(xì)胞（Paneth cells，PCs）潘氏細(xì)胞（PCs）是小腸腺的特征性細(xì)胞，位于腺底部，細(xì)胞呈錐體形，頂部胞質(zhì)充滿粗大嗜酸性的分泌顆粒其分泌顆粒含有溶菌酶、隱窩素等抗菌肽對(duì)腸道微生物有殺滅功能。PCs在黏膜防御中扮演重要角色，IBD患者顯示PCs功能受損，尤其是CD患

6、者。BackgroundIBD基因工程常見動(dòng)物模型結(jié)腸炎（colitis）模型：IL10-/-小鼠 T-bet-/-Rag2-/-(TRUCB)小鼠 NF-B-/-小鼠 H LA/B27-2m轉(zhuǎn)基因大鼠回腸炎（ileitis）模型:TNFdeltaARE小鼠 SAMP/YitFc小鼠TNFdeltaARE小鼠：腫瘤壞死因子（TNF）在IBD等炎癥性疾病中起到關(guān)鍵作用，通過把TNFdeltaARE基因敲除可建立小鼠回腸炎模型TNFmRAN3末端有一端富含AU序列的元件（AU-rich elements，ARE）,ARE序列在維持TNFmRNA穩(wěn)定上發(fā)揮重要作用，喪失了ARE序列，常常就喪失了調(diào)控

7、該mRNA降解的能力，即使得該mRNA的表達(dá)增強(qiáng)Backgroundmiceconv生活在普通環(huán)境中，腸道菌群跟環(huán)境有關(guān)生活在屏障環(huán)境，不存在鼠類諾瓦克病毒、螺桿菌屬、巴斯德菌屬、三管狀線蟲屬等，腸道無上述病原菌生活在無菌環(huán)境中，腸道完全無菌生物分類生物分類SPFGF動(dòng)物界 脊索動(dòng)物門哺乳動(dòng)物綱靈長目人科人屬智人種原核生物界 變形菌門 -變形菌綱 腸桿菌目 腸桿菌科 沙門菌屬 傷寒沙門菌16SrRNA基因測(cè)序基因測(cè)序界(Kingdom) 門(Phylum)綱(Class)目(Order) 科(Family) 屬(Genus) 種(Species)生物進(jìn)化的親緣關(guān)系由遠(yuǎn)到近Background為

8、什么選用16SrRNA作為生物進(jìn)化的標(biāo)尺？樣品采集及DAN提取設(shè)計(jì)方案選定引物PCR擴(kuò)增16SrRNA基因純化建庫高通量測(cè)序生物信息學(xué)統(tǒng)計(jì)分析16SrRNA存在于所以細(xì)菌基因中占細(xì)菌總RNA量的80以上基因序列長度適中既有保守區(qū)，又有高變區(qū)保守區(qū)域：細(xì)菌間差異不大，設(shè)計(jì)通用引物；高變區(qū)域：具有屬或種的特異性，測(cè)序分析和菌種鑒定。BackgroundTechnology roadmapTNFdeltaARE+/-小鼠及小鼠及WT小鼠小鼠CONVSPFGF8-12周VM處理，VM中止后處死取第8周NRs RS小鼠盲腸內(nèi)容物備制成懸液1周0周2周4周6周NRsLRsRs2周4周HE染色；免疫熒光染色

9、；16SrRNA基因序列檢測(cè)；質(zhì)譜分析等Results Fig 1Changes in the gut microbial ecosystem are associated with inflammation in TNFdeltaARE mice.18周小鼠末端回腸HE切片不同年齡段的TNFdeltaARE和WT小鼠的糞便菌群多樣性和組成抗生素停用后小鼠回腸炎評(píng)分（n=5-6/組）CONV-TNFdeltaARE小鼠出現(xiàn)回腸炎回腸炎評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Results Fig 1Changes in the gut microbial ecosystem are associated with infla

10、mmation in TNFdeltaARE mice.TNF表達(dá)水平反應(yīng)了回腸炎疾病嚴(yán)重度的動(dòng)態(tài)變化回腸厭氧菌細(xì)菌密度，表明對(duì)VM耐藥的細(xì)菌種類的增加Shannon指數(shù)：用來估算樣品中微生物的多樣性指數(shù)之一，Shannon值越大，菌群多樣性就越高盲腸細(xì)菌在門（phylum）水平的組成變化TNFTNFdeltaARE deltaARE 小小鼠腸道炎癥鼠腸道炎癥發(fā)生發(fā)生具有微生物依賴性具有微生物依賴性 Results Fig 2Ileitis in the specific pathogen-free (SPF) environment shows different grades of sev

11、eritySPF環(huán)境中小鼠回腸炎嚴(yán)重程度呈梯度變化：NRs、LRs、Rs中性粒細(xì)胞表面特異性抗原Results Fig 3Disease severity is associated with loss of PC function小鼠末端回腸炎的嚴(yán)重程度與潘式細(xì)胞（小鼠末端回腸炎的嚴(yán)重程度與潘式細(xì)胞（PCs）抗）抗菌防御能力減弱有關(guān)菌防御能力減弱有關(guān)Results Fig 4Bacterial profiles and functional dysbiosis mirror ileitis severity炎癥和細(xì)菌菌落之間有聯(lián)系結(jié)腸微生物的宏蛋白質(zhì)組技術(shù)分析Results Fig 4Bac

12、terial profiles and functional dysbiosis mirror ileitis severityRs小鼠組和NRs小鼠組之間，蛋白質(zhì)有顯著的差異，碳水化合物及氨基酸運(yùn)輸和新陳代謝 有關(guān)蛋白質(zhì)在R組中明顯的增加回腸炎嚴(yán)重程度與細(xì)菌組成及功能失調(diào)有關(guān)回腸炎嚴(yán)重程度與細(xì)菌組成及功能失調(diào)有關(guān)Results Fig 5Ileitis is transmissible via dysbiotic gut microbiotaE小鼠回腸炎的發(fā)生要求遺傳易感性有炎癥和無炎癥受體小鼠菌群之間有明顯的分離回腸炎可通過有害性腸道微生物傳染給其它小鼠回腸炎可通過有害性腸道微生物傳染給其

13、它小鼠Results Fig 6Transfer of dysbiotic microbiota induces a gradual disease onsetGF-TNFdeltaARE小鼠回腸炎日益會(huì)加重Results Fig 7Loss of antimicrobial peptides is secondary to the development of inflammation.腸道炎癥在腸道炎癥在PC抗菌防御功能減弱之間發(fā)生抗菌防御功能減弱之間發(fā)生Conclusion有害腸道微生物有遺傳易感傾向的小鼠患回腸炎潘式細(xì)胞抗菌防御功能減弱加重回腸炎病程Comments創(chuàng)新性：創(chuàng)新性：首次發(fā)現(xiàn)TNFdeltaARE 小鼠CD樣回腸炎病情進(jìn)展和病變發(fā)生部位有微生物依賴性，在無菌條件下回