结直肠癌中胆汁酸紊乱的药理机制及其预防和联合化疗研究

Numerous studies have shown that the accumulation of bile acids in colorectal cells is closely related to the occurrence and development of colorectal cancer (CRC), while the mechanism is unknown. Our previous study found that the expression of farnesoid X receptor (FXR) and bile acid transporter OSTɑ/β were significantly decreased in CRC. FXR and OSTɑ/β are key regulators to maintain bile acid balance in colorectal cells. Therefore, we believe that the inhibition of the expression of FXR and OSTɑ/β may be closely related to the CRC induced by bile acid disorder. Further, we also found that histone acetylation and Wnt signaling pathway are the key regulatory mechanisms of the inhibitory expression of FXR and OSTɑ/β in CRC. Histone deacetylase inhibitor TSA can significantly improve the expression level of FXR and OSTɑ/β in CRC cells. Therefore, the present project intends to clarify the mechanism of the inhibitory expression of FXR and OSTɑ/β and its relationship with bile acids disorder in CRC. Moreover, the combination regimen for the prevention of CRC and decrease the stemness of CRC cells and improve the effectiveness of combination chemotherapy are also investigated. The study has positive significance to clarify the role of bile acid in the pathogenesis of CRC and the prevention and treatment of CRC.

大量研究表明结直肠细胞中胆汁酸的高浓度蓄积与结直肠癌（CRC）发生发展存在密切相关，但机制尚不明确。我们前期研究发现，CRC组织中法尼基衍生物X受体(FXR)和胆汁酸转运体OSTɑ/β的表达显著下降。FXR和OSTα/β是维持结直肠细胞内胆汁酸平衡的关键蛋白，为此我们认为这两个关键蛋白的表达抑制可能与胆汁酸紊乱诱发的CRC密切相关。本课题组进一步研究发现，组蛋白乙酰化修饰和Wnt信号通路是CRC中FXR和OSTα/β表达抑制的关键调控机制，组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA能显著提高CRC细胞中FXR和OSTα/β的表达水平。因此，本课题拟以FXR和OSTɑ/β为切入点，阐明其在CRC中表达下降的机制及与CRC中胆汁酸紊乱的相关性，并进一步探索预防CRC发生和降低CRC细胞干性提高化疗疗效的联合用药方案。该研究成果对于阐明胆汁酸在CRC发病进程中的作用以及CRC的预防和治疗都具有积极的意义。

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是世界上最常见的第三大癌症，也是世界上癌症致死率位于第四位的癌症。近年来，研究发现，结直肠癌的发生发展与胆汁酸密切相关，尤其是其中的次级胆汁酸脱氧胆酸（Deoxycholic acid，DCA）和石胆酸（Lithocholic acid，LCA）能促进结直肠癌的发生发展。在前期研究中，我们发现，作为结直肠癌中重要的胆汁酸外排转运体，OSTβ在结直肠癌组织中的表达显著下调。本研究旨在从表观遗传学角度说明OSTβ在结直肠癌中表达下调的原因。通过p300的激动剂、抑制剂和siRNA处理，我们在OSTβ表达量，报告基因，ChIP等实验中均证明p300能够通过调节启动子区域H3K27Ac水平从而调控OSTβ的表达。我们发现的这一条p300调控OSTβ表达的通路，能够帮助从表观遗传方面解释结直肠癌发生发展的机理。.进一步我们发现结肠癌小鼠的肠道菌群与对照组有明显差异，致病菌丰度升高，益生菌丰度下降，并且具有促癌作用的产肠毒素脆弱拟杆菌在野生型CRC小鼠的粪便中丰度显著提高，这种差异在Fxr-/--CRC小鼠中进一步加大。而且，胆汁酸浓度可以正向调节sIgA的浓度。随后我们观察到，胆汁酸和sIgA均可以对产肠毒素脆弱拟杆菌的粘附能力和生物膜形成能力产生促进作用。最后，在产肠毒素脆弱拟杆菌感染的CRC小鼠模型中，肠腔中胆汁酸浓度越高，其sIgA浓度、产肠毒素脆弱拟杆菌丰度以及肿瘤数量都随之增高。结直肠癌小鼠肠腔中的高胆汁酸浓度和高分泌型免疫球蛋白A浓度是造成产肠毒素脆弱拟杆菌高丰度的原因，也是Fxr-/-小鼠对结直肠癌具有较高的易感性的原因。本研究阐明了FXR-胆汁酸-sIgA轴调控产肠毒素脆弱拟杆菌丰度，使其在CRC小鼠肠道中增加的机理，并证实其丰度增加能促进CRC的发展。本研究从新的角度揭示了胆汁酸和sIgA是CRC发生发展的风险因素，为相关研究提供了重要线索和思路。相关研究成果也发表在Pharmacology Research（2022, 17: 106101，IF 10.334）等权威期刊上，获得了专家的好评，本基金项目为第一标注资助课题。此外，通过项目的深入研究还发表第一标注论文4篇，其他标注本项目基金资助的有3篇。通过该项目的实施，培养硕博士研究生共4名。入选浙江省551人才培养工程1人、晋升正高职称1人。