肠道靶向性骨髓间充质干细胞通过重建肠道微生态来治疗实验性IBD的机制研究

The pathogenesis of inflammatory bowel disease(IBD), a chronic intestinal IBD, is closely related with intestinal microecological imbalance manifested as intestinal flora imbalance and abnormal intestinal mucosal immune leading to mucosa damage with involvement of PD-1, PI3K, and NF-κB signaling pathways. How to reconstruct the intestinal microecology is thus a major challenge in its clinical treatment.Stem cell transplantation and fecal microbiota transplantation have recently brought a new hope to IBD patients. bone marrow mesenchymal stem cells(BMSC) were used in treatment of an IBD model, which showed that they effectively migrated to the injured intestine and showed an excellent effect on IBD. However, their specific mechanism in treatment of IBD remains unclear. Whether exogenous BMSCs can inflence intestinal flora,its relation with its host epithelial and immune barrier, and the role of PIK3 signal pathway in their regulation were further studied in the present study by reconstructing the intestinal microecology.

炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）是一种慢性肠道炎症性疾病，其发病机制与肠道微生态失衡密切相关，表现为肠道菌群失衡、宿主肠道黏膜免疫功能异常，继之造成肠道粘膜损伤，且PD-1、PI3K及NF-κB信号通路参与其中。故如何重建肠道微生态是临床治疗IBD面临的重大问题。近来，干细胞移植与粪微生态移植术为IBD患者带来了新希望。骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell，BMSCs）用于移植治疗IBD模型，能定植于损伤肠道并发挥治疗作用，但具体的治疗机制尚不明了。因此，本研究在此基础上进一步探讨外源性BMSCs能否影响肠道菌群的种类，及其与宿主的上皮、免疫屏障的相互关系而重建肠道微生态，并深入探讨PI3K信号通路在其中发挥的调控作用。

炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）是一种慢性肠道炎症性疾病，其发病机制与肠道微生态失衡密切相关，表现为肠道菌群失衡、宿主肠道黏膜免疫功能异常，继之造成肠道粘膜损伤，且PI3K信号通路参与其中。故如何重建肠道微生态是临床治疗IBD面临的重大问题。近来，干细胞移植与粪微生态移植术为IBD患者带来了新希望。骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell，BMSCs）用于移植治疗IBD模型，能定植于损伤肠道并发挥治疗作用，但具体的治疗机制尚不明了。因此，本研究在此基础上进一步探讨外源性BMSCs能否影响肠道菌群的种类，并深入探讨PI3K信号通路在其中发挥的调控作用。通过研究得到如下成果：1）利用CRISPR/CAS技术制作了PI3Kγ敲除模型鼠并进行了纯合繁殖并建立了基础群，为以后进一步研究PI3Kγ信号途径打下了基础；2）制作了PI3Kγ敲除小鼠的慢性结肠炎模型，并建立了该模型的评价体系，发现PI3Kγ的敲除对结肠炎症的进展有抑制作用，并影响了BMSCs移植治疗的疗效，为研究PI3Kγ在炎症性肠病中发挥的作用打下了基础；3）发现BMSCs治疗对炎症性肠病小鼠模型的肠道菌群构成产生明显影响，其主要特征为BMSCs治疗在门水平可以使变形杆菌比例从模型组的6.14%下降到治疗组的0.86%，在属水平使Alistipes减少明显；4）发现PI3Kγ敲除小鼠慢性结肠炎模型在接受BMSCs治疗后其炎症水平仍然可以得到一定程度控制，即BMSCs可以使敲除小鼠促炎因子IL-2、IL-17A水平下降，但不能升高抗炎因子IL-10水平；5）发现PI3Kγ敲除小鼠在慢性结肠炎造模后，其菌群变化特点为菌群多样性变化不大，但具体菌种变化与野生鼠既有类似，又有区别;6)发现敲除小鼠结肠炎模型在BMSCs治疗后其菌群变化特征为门水平变化不大，但属水平肠杆菌属比例下降。我们的研究证明了干细胞对肠道菌群的影响确实存在，深化了干细胞治疗炎症性肠病的作用机制，证明了PI3Kγ信号通路在其中具有重要影响。