CHL1 在炎癥性腸病中的作用及其機制.pdf

1、炎癥性腸?。↖nflammatory bowel disease，IBD）包括潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis）和克羅恩病（Crohn’s disease），這是一種胃腸道的炎癥性疾病，伴隨著嚴重的病理學變化，預后不佳且病因未明。潰瘍性結腸炎的炎癥主要發(fā)生在粘膜當中。最主要的癥狀包括腹瀉，結腸直腸出血，粘液增多和腹痛。克羅恩病是一種慢性炎癥，從口到肛門的消化道都可能發(fā)生，主要發(fā)生在回腸，盲腸和結腸。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)段性不對稱的特征，在某些病人身上可能發(fā)現(xiàn)上皮樣肉芽腫。IBD在歐美國家高發(fā)，但根據最新的研究，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，但是，慢性炎癥在腸道反復發(fā)作的機制尚不清楚。部分觀點認為，腸道慢性炎癥的發(fā)生與腸道粘膜免疫缺陷有關[28]。
　　近年來的研究發(fā)現(xiàn)，提示細胞黏附分子在腸道炎癥發(fā)展的過程中起重要作用。幾種主要的細胞黏附分子介導了淋巴

3、細胞的募集，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-選擇素使得白細胞被高內皮小靜脈捕獲貼壁，通過滾動，LFA-1與整合素之間形成牢固黏附，α4β1(VLA-4)整合素、α4β7整合素與上皮細胞上的VCAM-1和MAdCAM-1形成牢固黏附。臨床上諸多藥物是通過抑制細胞黏附分子（cell adhesion molecule, CAM）對炎癥細胞的結合實現(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是一種在人體內普遍表達的神經細胞黏附分子（Neuralcell adhesion molecule, NCAM），在以往的研究中，發(fā)現(xiàn)它對成人神經回路軸突形成、神經元的生長和存活有著至關重要的作用。另一方面，CHL1與結直腸癌刪除分子（Deleted in colorectal carcinoma，DCC）有相似的結構域。有研究表明，CHL1在結腸癌病人的結腸組

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

6、在對于IBD的干擾治療中，中性粒細胞被認為是一種可能的藥理學靶標。在IBD中，由于炎癥反應的增強，單核細胞來源的巨噬細胞往往會增多，巨噬細胞對維持胃腸道環(huán)境內穩(wěn)態(tài)起至關重要，同時可以抵制病原體破壞，以保護腸道。巨噬細胞浸潤程度也是一種反應炎癥程度的標志。
　　本研究利用葡聚糖硫酸鈉（Dextran Sulfate Sodium，DSS）誘導的小鼠結腸炎模型，探討了CHL1缺失對DSS誘導的小鼠結腸炎癥的影響，研究中性粒細胞和巨噬細

7、胞浸潤對促進結腸炎癥反應和組織損傷的機制。主要的研究結果如下：
　　1.炎癥性腸病上調小鼠結腸組織CHL1的表達
　　為了探索炎癥性腸病與神經黏附分子CHL1的關系，建立經典的DSS小鼠炎癥性腸病模型。在DSS誘導炎癥性腸病的第5天，第7天，第9天，檢測小鼠結腸組織CHL1組織的表達。在蛋白水平上，從誘導炎癥性腸病的第5天開始，CHL1的表達上升，第7天和第9天CHL1的表達持續(xù)性增高。在轉錄水平，實時定量PCR（Q-PCR

8、）檢測CHL1 mRNA的表達。從第7天開始，CHL1在 mRNA水平的表達顯著增加。這說明不論在轉錄水平還是蛋白表達水平，炎癥性腸病小鼠結腸組織CHL1的表達都是上調的。
　　2.CHL1缺失加重炎癥性腸病的發(fā)生
　　為了進一步探索CHL1與炎癥性腸病的關系，將CHL1(+/+)型和CHL1(-/-)型小鼠根據是否喂養(yǎng)DSS分為四組，建立炎癥性腸病模型。發(fā)現(xiàn)與DSS誘導的CHL1(+/+)型小鼠相比，DSS誘導的CHL1(

9、-/-)型小鼠在炎癥性腸病的發(fā)生中便血明顯，從應激的第7天開始，體重明顯減輕，在第9天，DSS誘導的CHL1(-/-)型小鼠死亡率明顯增加。檢測小鼠腸組織，DSS誘導的CHL1(-/-)型小鼠結腸長度明顯縮短，炎細胞浸潤和組織損傷嚴重。以上結果反映了CHL1缺失加重了炎癥性腸病的發(fā)生。
　　3.CHL1缺失引起小鼠結腸上皮細胞結構的改變，增加腸道的通透性
　　觀察小鼠結腸上皮組織形態(tài)學的變化，發(fā)現(xiàn)CHL1缺失可以使原本排列緊

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

11、性明顯升高。結腸末端對FITC的截留都是最強的， DSS誘導的CHL1(-/-)型小鼠對FITC的截留與DSS誘導的CHL1(+/+)型小鼠相比無明顯改變，而DSS誘導的CHL1(-/-)型小鼠結腸上端、中段對FITC的截留要明顯強于DSS誘導的CHL1(-/-)型小鼠。
　　4.CHL1缺失增加結腸組織中炎癥細胞的浸潤
　　為了檢測CHL1缺失影響炎癥性腸病的免疫學機制，DSS誘導第5天，第7天檢測外周血中性粒細胞的表達，

12、發(fā)現(xiàn)與喂養(yǎng)DSS的CHL1(+/+)型小鼠相比，DSS誘導的CHL1(-/-)型小鼠模型外周血中性粒細胞的數量并不增高，表明CHL1缺失并不會促進小鼠外周血中中心粒細胞的增殖分化，但是小鼠結腸組織中中性粒細胞的浸潤明顯增多，這種變化很可能是因為CHL1的缺失導致。此外，在結腸組織內，巨噬細胞對結腸組織浸潤也明顯增多。
　　綜上所述，本研究首次觀察到神經粘附分子CHL1在腸道組織中表達，并且在炎癥性腸病時CHL1的表達明顯升高；CH