肠道炎症延缓幼年大鼠生长发育相关免疫机制及信号传导通路研究

The negtive effects of intestinal inflammation on children' growth and development are receiving more attention in recent studies. Results of our previous study indicated that fecal calprotectin, a useful biochemical indicator for intestinal inflammation, increased significantly among infants with growth faltering, and furthermore negatively correlated with the length-for-age z score of infants. The aims of the research are as follows: 1) to build a young rat model of mild colitis induced by rectal administration of 2, 4, 6-trinitrobenzenesulphonic acid (TNBS); 2) to determine the impact of intestinal inflammation on rat linear growth; 3) to detect the expression levels of Toll-like receptor 4, nuclear factor kappa B, tumor necrosis factor-α, interleukin-6, insulin-like growth factor -1, growth factor, growth factor receptor, insulin-like growth factor binding protein-3, signal transducer and activator of transcription-5(STAT5) and tyrosine-phosphorylated STAT5, binding capacity of STAT5 and DNA in different timing and different organizations through immune and molecular biology technologies; 4) to determine the role of calprotectin in inflammatory reaction, effect of calprotectin on growth factor/insulin-like growth factor-1 axis and its signal conduction pathway. It is expected that the results of our research will provide basic laboratory data for intestinal inflammation delaying children' growth and, further provide evidences for improving children' growth in poor areas.

肠道炎症对于儿童生长发育的影响正日益受到关注。课题组前期研究结果发现，生长落后婴儿的肠道炎症指标，粪钙卫蛋白显著升高，且与婴儿身长指标（LAZ）成负相关。本课题拟通过制作幼年期轻度肠道炎症大鼠模型，了解肠道炎症对于幼鼠体格生长发育的影响；通过各项免疫和分子生物学技术，检测轻度肠炎大鼠在不同时间点、不同组织中Toll样受体4、NF-κB、TNF-α、IL-6、IGF-1、GH、GHR、IGFBP-3、STAT5和磷酸化STAT5等的表达水平以及STAT5与DNA的结合能力，旨在了解钙卫蛋白在肠道炎症反应中的作用，以及钙卫蛋白对GH/IGF-1轴各因子的影响；并进一步探索钙卫蛋白影响GH/IGF-1轴的信号传导通路。通过本课题研究期望为肠道炎症影响儿童生长发育提供实验室基础数据，并为今后改善和促进贫困落后地区儿童生长发育的干预研究提供依据。

背景：云南贫困农村婴儿体格生长指标明显落后于上海市同龄婴儿，且粪钙卫蛋白（FC）水平显著高于城市婴儿，并与其按年龄身长Z评分（LAZ）呈显著负相关性（P<0.05）。对于农村婴儿粪钙卫蛋白水平的异常升高，推测是不良卫生环境导致了婴儿肠道的轻度炎症；对于肠道炎症抑制婴幼儿生长的作用机制有必要进行深入探讨。.方法：对大鼠进行不同TNBS 浓度（分别2.5%TNBS、5%TNBS浓度灌肠，100μl/幼鼠）灌肠摸索制备轻度肠炎模型。将48只大鼠随机分成正常对照组、轻度肠炎组及限食配对组。正常对照组及肠炎组自由进食，限食配对组进食量同肠炎组。三组大鼠每天进行体格生长测量及记录24小时进食量。在灌肠后3、5天，分别处死三组各8只大鼠，分别检测结肠黏膜匀浆髓过氧化物酶（MPO）活性，血浆、粪便钙卫蛋白水平，血浆结肠肿瘤坏死因子（TNF-α）和白介素-6（IL-6）水平，血浆生长激素（GH）、胰岛素样生长因子-1（IGF-1）、胰岛素样生长因子结合蛋白2和3（IGFBP2，IGFBP3）水平。.结果：根据结肠黏膜病理切片HE染色结果，将建立轻度肠炎模型的TNBS灌肠浓度定为2.5%。在灌肠后第3、5天，对照组、肠炎组和限食配对组三组间体质量增长的差异均有统计学意义（P均<0.05）。灌肠后第5天，三组间身长增长的差异均有统计学意义（P=0.006），以肠炎组身长增长最少。灌肠后第3、5天，肠炎组的MPO活性水平均高于对照组和限食配对组（P 均<0.05）。灌肠后第3、5天，三组间血浆TNF-α、S100A8/A9、IL-6以及粪钙卫蛋白水平的差异均有统计学意义（P 均<0.05），肠炎组和限食配对组的上述炎症因子均出现了显著的升高。灌肠后第3天，肠炎组血浆IGF-1浓度低于对照组和限食配对组；灌肠后第5天，肠炎组和限食配对组的血浆IGF-1浓度均低于对照组（P 均<0.05）。灌肠后第5天，S100A8/A9水平与身长增长值呈负相关（P均<0.05）；血浆TNF-α与IGF-1水平呈负相关（P<0.05）；血浆TNF-α、S100A8/A9、IL-6水平与IGFBP2呈显著正相关，与IGFBP3呈显著负相关（P均<0.05）。.结论：轻度肠道炎症以及摄食量不足均可能引起了炎症因子的升高，导致血浆IGFBP2升高，IGFBP3和IGF-1水平的降低，最终影响了机体的线性增长。.