JAK/STAT通路调节肠道干细胞在肠道炎症中的作用及机制研究

作     者：王丽佳 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：肖芳

授予年度：2023年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

主      题：炎症性肠病 JAK/STAT信号通路 肠道干细胞 肠道类器官 炎症 

摘      要：背景及目的:炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)病程中伴随着肠稳态失衡。肠道干细胞(Intestinal stem cells,ISCs)的更新与分化促进肠道上皮再生,利于上皮结构与功能的维持。JAK/STAT信号通路调节免疫炎症反应,且参与调控ISCs生长。本研究拟探讨JAK/STAT信号通路调节肠道干细胞在肠道炎症中的作用及机制。方法:体内实验构建3%葡聚糖硫酸钠盐(Dextran Sulfate Sodium Salt,DSS)诱导的急性小鼠肠道炎症模型,造模终点采用Western blot、RT-PCR及免疫染色法,检测JAK/STAT信号通路对小鼠肠道炎症的调控作用。检测肠道黏膜屏障的结构与功能、肠道细胞增殖与凋亡水平以及ISCs终末分化细胞谱表达情况,反映JAK/STAT信号通路对肠道炎症中肠稳态的作用。体外实验使用肠道类器官培养体系,添加重组小鼠TNF-α、重组小鼠IL-6、JAK抑制剂等造成不同干预条件,运用RT-PCR及免疫荧光染色法检测JAK/STAT信号通路对肠道类器官生长及ISCs增殖分化的作用并探讨可能的机制。结果:阻断JAK/STAT信号通路后肠道炎症中小鼠肠道损伤减轻,炎症所致体重下降、疾病活动指数升高、肠道短缩、组织病理学异常等均明显缓解,促进损伤肠道的修复。肠道炎症中JAK抑制剂作用下肠道黏膜屏障改善、紧密连接蛋白表达恢复、肠道细胞增殖水平与各类终末分化细胞数量上调而凋亡水平下调,有利于维持肠道稳态。肠道炎症中JAK/STAT信号通路异常活化,快速循环ISCs(CBC-ISCs)严重缺失,储备ISCs(r-ISCs)高表达,阻断JAK/STAT信号通路可逆转ISCs的异常改变。生理情况下阻断肠道类器官中JAK/STAT信号通路,促凋亡与促增殖周期蛋白相关基因的转录水平均上调,终效应表现为平衡维持。与rm IL-6相比,rm TNF-α介导的肠道类器官炎症损伤模型中,CBC-ISCs与r-ISCs均严重受损、干性缺失;抑制JAK/STAT信号通路调控凋亡与周期蛋白相关靶基因转录,增强ISCs干性及受损肠道类器官生长分化。结论:肠道炎症中JAK/STAT信号通路激活,导致CBC-ISCs丢失及r-ISCs倍增,抑制JAK/STAT通路通过调控细胞凋亡与周期相关基因转录水平,逆转肠道炎症中ISCs的异常变化,ISCs干性恢复以促进肠道稳态维持。