肠细胞膜受体LRRC19对肠道菌群及相关疾病的作用初探

摘要

LRR蛋白家族许多成员如TLRs是存在于生物体内的一类重要的模式识别受体，表达在肠上皮细胞的TLRs能够调节肠道菌群、肠上皮细胞功能和肠道免疫反应，进而影响肠道内环境，在肠道相关疾病的发生发展过程中起着关键作用。LRRC19是我们最近通过生物信息学和现代分子生物学技术鉴定的一个LRR(Leucine-rich repeat)蛋白家族成员中的一个新受体，属于跨膜蛋白，其胞外区结构与Toll蛋白样受体（Toll-like receptors，TLRs）胞外区序列相类似，能够在肠上皮细胞表达，在鼠与人之间高度保守。本文主要通过调查LRRC19基因敲除后小鼠肠道菌群、肠上皮细胞功能及肠免疫细胞群的改变，来研究LRRC19对肠道内环境的调节，最终探讨LRRC19引起肠道内环境的变化对肠道相关疾病发生发展带来的影响。
　　 主要结果:
　　 LRRC19参与调节肠道菌群的平衡。1）LRRC19调节肠道细菌菌群。我们运用Real-time PCR技术和细菌16S rDNA可变区测序技术检测小鼠肠道菌群发现敲除LRRC19基因后小鼠肠道菌群发生了变化，具体表现为厚壁菌门细菌数量减少，拟杆菌门细菌数量增加;乳杆菌目细菌和梭菌目细菌数量减少;乳酸杆菌数量减少;2）LRRC19影响肠上皮细胞的杀菌能力。分离肠上皮细胞做杀菌实验显示LRRC19基因敲除后小鼠肠上皮细胞的杀菌能力下降;3）LRRC19调剂肠杀菌物质的分泌。来自Real-time PCR和基因表达谱芯片的结果显示LRRC19基因敲除后肠上皮细胞分泌抗菌肽的功能受影响，肠上皮细胞分泌RegⅢγ减少，结肠组织中Reg3a、Reg3b、Reg3g、Reg4、granzyme基因表达下降。
　　 LRRC19影响肠道相关疾病的发生发展。1）LRRC19影响肠炎的发生与发展。肠道感染模型和结肠炎模型显示LRRC19在识别病原微生物，抵抗感染和促进肠道炎症发生的过程中发挥作用。2）LRRC19对肠免疫有明显调控作用。流式分析肠系膜淋巴结和派伊尔结的细胞群显示LRRC19基因敲除后，CD19+B220+细胞群数量增多，CD4+Foxp3+和CD4+IL-17细胞群数量减少;3）LRRC19对机体代谢有潜在调控作用。长期观察鼠模型显示野生型小鼠相比LRRC19基因敲除鼠慢性炎症的发生几率高，并且存活率低，生化指标检测，LRRC19基因敲除鼠血脂低，血糖高。
　　 主要结论:
　　 LRRC19基因敲除后导致肠道内环境发生改变而且对肠道相关疾病的发生和发展有潜在的影响。本文的研究将会为炎症性肠道疾病、肠道菌群失调引起的代谢疾病的发病机理的研究提供依据，并且在这些疾病的治疗方法上提供帮助。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 引言

第一节 研究目的及意义

第二节 研究背景

1．2．1 肠道组织中的LRR家族成员

1．2．2 LRR家族成员与肠道内环境的稳定

1．2．3 LRR家族成员与炎症性肠道疾病(IBD)及肠癌的发生发展

第三节 研究内容

1．3．1 LRRC19在肠上皮细胞的表达及LRRC19基因敲除鼠的构建

1．3．2 LRRC19对肠道内环境的调节

1．3．4 LRRC19在肠道相关疾病发生发展中的作用

第四节 论文结构安排

第二章 LRRC19在肠上皮细胞的表达及LRRC19基因散除鼠的构建

第一节 LRRC19的基本信息及其在肠上皮细胞中的表达

第二节 LRRC19基因敲除鼠的构建

第三章 LRRC19参与维持肠道菌群的稳定

第一节 敲除LRRC19基因后小鼠肠道菌群的变化

3．1．1 材料与方法

3．1．2 实验结果

3．1．3 小结与讨论

第二节 LRRC19影响肠上皮细胞杀菌能力及抗菌肽的分泌

3．2．1 材料与方法

3．2．2 实验结果

3．2．3 小结与讨论

第四章 LRRC19调控肠粘膜免疫细胞群的变化

第一节 材料与方法

4．1．1 实验用小鼠

4．1．2 主要材料与试剂

4．1．3 仪器

4．1．4 实验方法

第二节 实验结果

第三节 小结与讨论

第五章 LRRC19影响肠道相关疾病的发生发展

第一节 长期观察鼠比较分析

5．1．1 材料与方法

5．1．2 实验结果

5．1．3 小结与讨论

第二节 LRRC19在对病原微生物的识别和DSS引导的结肠炎中的作用

5．2．1 材料与方法

5．2．2 实验结果

5．2．3 小结与讨论

第六章 结论与讨论

第一节 结论

第二节 讨论

参考文献

致谢

附录A 结肠基因表达谱芯片heatmap图

附录B DSS引导的结肠炎模型免疫细胞群流式分析结果

附录C AOM+DSS引导的结肠癌模型免疫细胞群流式分析结果

个人简历