腸道菌群通過(guò)TLRs減輕電離輻射誘發(fā)DNA損傷的機(jī)制研究.pdf

1、一般認(rèn)為,腸道內(nèi)源性菌群與宿主存在共生關(guān)系,腸道內(nèi)源性菌群參與宿主的營(yíng)養(yǎng)和能量平衡,對(duì)宿主免疫系統(tǒng)的進(jìn)化和功能的維持發(fā)揮著積極的作用。反過(guò)來(lái),宿主為微生物提供一個(gè)能夠維持其生存的環(huán)境,從這個(gè)環(huán)境中微生物能夠獲得其必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),保證其在宿主不同個(gè)體間的傳播和隱匿。已有研究表明,腸道內(nèi)源性菌群可以通過(guò)其組份激活Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs),減輕硫酸葡聚糖鈉(dextran sulfate sodium

2、,DSS)對(duì)腸道粘膜造成的損傷,維持腸道的自穩(wěn)平衡。文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn),TLR4和TLR5受體激活具有防護(hù)電離輻射損傷作用。TLRs的配體來(lái)源主要為細(xì)菌的不同組分。作為電離輻射的特異性損傷之一, DNA損傷的修復(fù)在正常機(jī)體生命活動(dòng)中處于一種動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。腸道菌群作為機(jī)體的共生物,伴隨生命的進(jìn)程。本研究利用電離輻射誘發(fā)小鼠造血細(xì)胞DNA損傷為研究模型,探索腸道菌群中TLRs家族對(duì)DNA損傷和修復(fù)過(guò)程的影響和相關(guān)分子機(jī)制。
　　首先,利用廣

3、譜抗生素清除小鼠腸道內(nèi)源性共生菌群,而后對(duì)小鼠進(jìn)行2Gyγ射線照射,與單純照射小鼠相比,腸道菌群清除后進(jìn)行照射的小鼠骨髓細(xì)胞染色體畸變率明顯增加;外周血細(xì)胞彗星電泳實(shí)驗(yàn)顯示,反映 DNA損傷的彗星尾距明顯增加,表明清除腸道菌群可以促進(jìn)電離輻射導(dǎo)致的DNA損傷。為了進(jìn)一步分析腸道菌群對(duì)DNA損傷的防護(hù)作用是否與TLRs受體相關(guān),我們分析了腸道菌群清除小鼠血清中 TLRs配體的變化。通過(guò) Elisa方法對(duì)腸道菌群清除小鼠體內(nèi)的TLRs含量進(jìn)

4、行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)血清中三種 TLRs(TLR2/6、TLR4和 TLR5)的配體Lipopeptede、LPS和Flagellin均有不同程度的下降,因此推測(cè):TLRs配體的減少及由此而導(dǎo)致TLRs功能激活的減弱可能是導(dǎo)致其DNA損傷增加的直接原因。為了確定這些來(lái)源于細(xì)菌組份的 TLRs配體是否具有減輕輻射誘發(fā) DNA損傷的作用,我們將這些配體分別回轉(zhuǎn)正常小鼠和腸道內(nèi)源性菌群清除小鼠,分別用CBLB502(Flagellin的功能同源物)、

5、LPS、Lipopeptide激活TLR5、TLR4和TLR2/6后,發(fā)現(xiàn)能夠明顯減輕電離輻射誘發(fā)的DNA損傷(骨髓細(xì)胞染色體畸變率降低,外周血細(xì)胞彗星電泳彗星尾距縮短)。上述研究表明,腸道菌群通過(guò)激活TLRs家族(TLR2/6、TLR4和TLR5),減輕電離輻射誘發(fā)的小鼠造血細(xì)胞DNA損傷。
　　為了進(jìn)一步探索腸道菌群通過(guò) TLRs受體激活調(diào)節(jié)電離輻射誘發(fā)造血細(xì)胞DNA損傷的分子機(jī)制,采用基因芯片方法篩選TLR5激活后骨髓細(xì)胞基

6、因表達(dá)譜的變化情況。結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,TLR5激活后,骨髓細(xì)胞中共有85個(gè)基因表達(dá)上調(diào),2個(gè)基因表達(dá)下調(diào)。進(jìn)一步挑選出4個(gè)參與 DNA損傷修復(fù)的基因Apex2、Gadd45β、Sod2和Rad21,用Real Time-PCR方法對(duì)TLR5、TLR4和TLR2/6激活后4種基因的表達(dá)進(jìn)行了驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)這些基因的表達(dá)均有不同程度的上調(diào)。對(duì)腸道菌群清除小鼠骨髓細(xì)胞分析發(fā)現(xiàn),上述4個(gè)基因表達(dá)均出現(xiàn)明顯下調(diào)。
　　本研究發(fā)現(xiàn),腸道內(nèi)源