腸道菌群通過TLRs減輕電離輻射誘發(fā)DNA損傷的機制研究.pdf

1、一般認為,腸道內(nèi)源性菌群與宿主存在共生關系,腸道內(nèi)源性菌群參與宿主的營養(yǎng)和能量平衡,對宿主免疫系統(tǒng)的進化和功能的維持發(fā)揮著積極的作用。反過來,宿主為微生物提供一個能夠維持其生存的環(huán)境,從這個環(huán)境中微生物能夠獲得其必須的營養(yǎng)物質,保證其在宿主不同個體間的傳播和隱匿。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)對腸道粘膜造成的損傷,維持腸道的自穩(wěn)平衡。文獻報道發(fā)現(xiàn),TLR4和TLR5受體激活具有防護電離輻射損傷作用。TLRs的配體來源主要為細菌的不同組分。作為電離輻射的特異性損傷之一, DNA損傷的修復在正常機體生命活動中處于一種動態(tài)變化過程。腸道菌群作為機體的共生物,伴隨生命的進程。本研究利用電離輻射誘發(fā)小鼠造血細胞DNA損傷為研究模型,探索腸道菌群中TLRs家族對DNA損傷和修復過程的影響和相關分子機制。
　　首先,利用廣

3、譜抗生素清除小鼠腸道內(nèi)源性共生菌群,而后對小鼠進行2Gyγ射線照射,與單純照射小鼠相比,腸道菌群清除后進行照射的小鼠骨髓細胞染色體畸變率明顯增加;外周血細胞彗星電泳實驗顯示,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電離輻射導致的DNA損傷。為了進一步分析腸道菌群對DNA損傷的防護作用是否與TLRs受體相關,我們分析了腸道菌群清除小鼠血清中 TLRs配體的變化。通過 Elisa方法對腸道菌群清除小鼠體內(nèi)的TLRs含量進

4、行檢測,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:TLRs配體的減少及由此而導致TLRs功能激活的減弱可能是導致其DNA損傷增加的直接原因。為了確定這些來源于細菌組份的 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(骨髓細胞染色體畸變率降低,外周血細胞彗星電泳彗星尾距縮短)。上述研究表明,腸道菌群通過激活TLRs家族(TLR2/6、TLR4和TLR5),減輕電離輻射誘發(fā)的小鼠造血細胞DNA損傷。
　　為了進一步探索腸道菌群通過 TLRs受體激活調(diào)節(jié)電離輻射誘發(fā)造血細胞DNA損傷的分子機制,采用基因芯片方法篩選TLR5激活后骨髓細胞基

6、因表達譜的變化情況。結果表明,與對照組相比,TLR5激活后,骨髓細胞中共有85個基因表達上調(diào),2個基因表達下調(diào)。進一步挑選出4個參與 DNA損傷修復的基因Apex2、Gadd45β、Sod2和Rad21,用Real Time-PCR方法對TLR5、TLR4和TLR2/6激活后4種基因的表達進行了驗證,發(fā)現(xiàn)這些基因的表達均有不同程度的上調(diào)。對腸道菌群清除小鼠骨髓細胞分析發(fā)現(xiàn),上述4個基因表達均出現(xiàn)明顯下調(diào)。
　　本研究發(fā)現(xiàn),腸道內(nèi)源