CHL1 在炎癥性腸病中的作用及其機(jī)制.pdf

1、炎癥性腸?。↖nflammatory bowel disease，IBD）包括潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis）和克羅恩?。–rohn’s disease），這是一種胃腸道的炎癥性疾病，伴隨著嚴(yán)重的病理學(xué)變化，預(yù)后不佳且病因未明。潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥主要發(fā)生在粘膜當(dāng)中。最主要的癥狀包括腹瀉，結(jié)腸直腸出血，粘液增多和腹痛。克羅恩病是一種慢性炎癥，從口到肛門(mén)的消化道都可能發(fā)生，主要發(fā)生在回腸，盲腸和結(jié)腸。在克羅恩病的發(fā)生中，

2、炎癥從腸道的粘膜層穿透到漿膜層，具有節(jié)段性不對(duì)稱(chēng)的特征，在某些病人身上可能發(fā)現(xiàn)上皮樣肉芽腫。IBD在歐美國(guó)家高發(fā)，但根據(jù)最新的研究，在亞洲和南美洲，IBD的患病率也日益增高。IBD的病因主要與環(huán)境、免疫、遺傳等因素有關(guān)，但是，慢性炎癥在腸道反復(fù)發(fā)作的機(jī)制尚不清楚。部分觀點(diǎn)認(rèn)為，腸道慢性炎癥的發(fā)生與腸道粘膜免疫缺陷有關(guān)[28]。
　　近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，提示細(xì)胞黏附分子在腸道炎癥發(fā)展的過(guò)程中起重要作用。幾種主要的細(xì)胞黏附分子介導(dǎo)了淋巴

3、細(xì)胞的募集，包括選擇素，整合素，鈣黏蛋白和免疫球蛋白超家族。L-選擇素或P-選擇素使得白細(xì)胞被高內(nèi)皮小靜脈捕獲貼壁，通過(guò)滾動(dòng)，LFA-1與整合素之間形成牢固黏附，α4β1(VLA-4)整合素、α4β7整合素與上皮細(xì)胞上的VCAM-1和MAdCAM-1形成牢固黏附。臨床上諸多藥物是通過(guò)抑制細(xì)胞黏附分子（cell adhesion molecule, CAM）對(duì)炎癥細(xì)胞的結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。比如抑制α4β1–VCAM之間形成牢固黏附的那他珠單抗，抑

4、制α4β7-MAdCAM-1形成牢固黏附的委地落珠單抗。
　　CHL1是一種在人體內(nèi)普遍表達(dá)的神經(jīng)細(xì)胞黏附分子（Neuralcell adhesion molecule, NCAM），在以往的研究中，發(fā)現(xiàn)它對(duì)成人神經(jīng)回路軸突形成、神經(jīng)元的生長(zhǎng)和存活有著至關(guān)重要的作用。另一方面，CHL1與結(jié)直腸癌刪除分子（Deleted in colorectal carcinoma，DCC）有相似的結(jié)構(gòu)域。有研究表明，CHL1在結(jié)腸癌病人的結(jié)腸組

5、織中表達(dá)降低[8,9]。但CHL1與炎癥性腸病之間的關(guān)系尚缺乏探討。
　　炎癥性腸病的發(fā)生往往伴隨著體內(nèi)炎癥因子的增加，以及炎癥細(xì)胞對(duì)腸粘膜上皮的浸潤(rùn)。中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)在潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)生中，起著關(guān)鍵性的作用，也是衡量疾病活動(dòng)度以及炎癥程度的關(guān)鍵標(biāo)志。正常健康組織中，中性粒細(xì)胞在粘膜固有層少量分布，隨著炎癥進(jìn)行，浸潤(rùn)到上皮表面或結(jié)腸隱窩，與隱窩的退行性變化和隱窩浸潤(rùn)有關(guān)。IBD的活動(dòng)度與中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)的發(fā)展、隱窩消失呈正相關(guān)。所以

6、在對(duì)于IBD的干擾治療中，中性粒細(xì)胞被認(rèn)為是一種可能的藥理學(xué)靶標(biāo)。在IBD中，由于炎癥反應(yīng)的增強(qiáng)，單核細(xì)胞來(lái)源的巨噬細(xì)胞往往會(huì)增多，巨噬細(xì)胞對(duì)維持胃腸道環(huán)境內(nèi)穩(wěn)態(tài)起至關(guān)重要，同時(shí)可以抵制病原體破壞，以保護(hù)腸道。巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)程度也是一種反應(yīng)炎癥程度的標(biāo)志。
　　本研究利用葡聚糖硫酸鈉（Dextran Sulfate Sodium，DSS）誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型，探討了CHL1缺失對(duì)DSS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎癥的影響，研究中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)

7、胞浸潤(rùn)對(duì)促進(jìn)結(jié)腸炎癥反應(yīng)和組織損傷的機(jī)制。主要的研究結(jié)果如下：
　　1.炎癥性腸病上調(diào)小鼠結(jié)腸組織CHL1的表達(dá)
　　為了探索炎癥性腸病與神經(jīng)黏附分子CHL1的關(guān)系，建立經(jīng)典的DSS小鼠炎癥性腸病模型。在DSS誘導(dǎo)炎癥性腸病的第5天，第7天，第9天，檢測(cè)小鼠結(jié)腸組織CHL1組織的表達(dá)。在蛋白水平上，從誘導(dǎo)炎癥性腸病的第5天開(kāi)始，CHL1的表達(dá)上升，第7天和第9天CHL1的表達(dá)持續(xù)性增高。在轉(zhuǎn)錄水平，實(shí)時(shí)定量PCR（Q-PCR

8、）檢測(cè)CHL1 mRNA的表達(dá)。從第7天開(kāi)始，CHL1在 mRNA水平的表達(dá)顯著增加。這說(shuō)明不論在轉(zhuǎn)錄水平還是蛋白表達(dá)水平，炎癥性腸病小鼠結(jié)腸組織CHL1的表達(dá)都是上調(diào)的。
　　2.CHL1缺失加重炎癥性腸病的發(fā)生
　　為了進(jìn)一步探索CHL1與炎癥性腸病的關(guān)系，將CHL1(+/+)型和CHL1(-/-)型小鼠根據(jù)是否喂養(yǎng)DSS分為四組，建立炎癥性腸病模型。發(fā)現(xiàn)與DSS誘導(dǎo)的CHL1(+/+)型小鼠相比，DSS誘導(dǎo)的CHL1(

9、-/-)型小鼠在炎癥性腸病的發(fā)生中便血明顯，從應(yīng)激的第7天開(kāi)始，體重明顯減輕，在第9天，DSS誘導(dǎo)的CHL1(-/-)型小鼠死亡率明顯增加。檢測(cè)小鼠腸組織，DSS誘導(dǎo)的CHL1(-/-)型小鼠結(jié)腸長(zhǎng)度明顯縮短，炎細(xì)胞浸潤(rùn)和組織損傷嚴(yán)重。以上結(jié)果反映了CHL1缺失加重了炎癥性腸病的發(fā)生。
　　3.CHL1缺失引起小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)的改變，增加腸道的通透性
　　觀察小鼠結(jié)腸上皮組織形態(tài)學(xué)的變化，發(fā)現(xiàn)CHL1缺失可以使原本排列緊

10、密的小鼠結(jié)腸柱狀上皮細(xì)胞排列變得較為松散，細(xì)胞體積明顯增大，杯狀細(xì)胞增多。在DSS應(yīng)激后，DSS誘導(dǎo)的CHL1(+/+)型小鼠的上皮細(xì)胞排列仍舊有序，而DSS誘導(dǎo)的CHL1(-/-)型小鼠的柱狀上皮細(xì)胞排列明顯紊亂。CHL1(-/-)型小鼠結(jié)腸上段的改變以上皮細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)的改變?yōu)橹鳌＝Y(jié)腸下段的改變以上皮細(xì)胞細(xì)胞形態(tài)的紊亂為主。結(jié)腸中段的改變介于上段和下段的改變之間。通過(guò)FITC檢測(cè)腸道通透性，喂養(yǎng)DSS的CHL1(-/-)型小鼠腸道通透

11、性明顯升高。結(jié)腸末端對(duì)FITC的截留都是最強(qiáng)的， DSS誘導(dǎo)的CHL1(-/-)型小鼠對(duì)FITC的截留與DSS誘導(dǎo)的CHL1(+/+)型小鼠相比無(wú)明顯改變，而DSS誘導(dǎo)的CHL1(-/-)型小鼠結(jié)腸上端、中段對(duì)FITC的截留要明顯強(qiáng)于DSS誘導(dǎo)的CHL1(-/-)型小鼠。
　　4.CHL1缺失增加結(jié)腸組織中炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)
　　為了檢測(cè)CHL1缺失影響炎癥性腸病的免疫學(xué)機(jī)制，DSS誘導(dǎo)第5天，第7天檢測(cè)外周血中性粒細(xì)胞的表達(dá)，

12、發(fā)現(xiàn)與喂養(yǎng)DSS的CHL1(+/+)型小鼠相比，DSS誘導(dǎo)的CHL1(-/-)型小鼠模型外周血中性粒細(xì)胞的數(shù)量并不增高，表明CHL1缺失并不會(huì)促進(jìn)小鼠外周血中中心粒細(xì)胞的增殖分化，但是小鼠結(jié)腸組織中中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)明顯增多，這種變化很可能是因?yàn)镃HL1的缺失導(dǎo)致。此外，在結(jié)腸組織內(nèi)，巨噬細(xì)胞對(duì)結(jié)腸組織浸潤(rùn)也明顯增多。
　　綜上所述，本研究首次觀察到神經(jīng)粘附分子CHL1在腸道組織中表達(dá)，并且在炎癥性腸病時(shí)CHL1的表達(dá)明顯升高；CH