胆碱通过JAK/STAT信号途径调控鱼肠道炎症反应的机制研究

Intestine is an important organ for nutrients digestion and absorption, especially to stomachless fish. The intestinal immune barrier plays an important role in maintaining normal function of intestine in fish. Choline can attenuate the intestinal inflammation in fish thus maintaining intestinal immune barrier function. However, the underlying mechanism is not clear. JAK/STAT signal pathway plays an important role in modulating intestinal inflammatory response in mammal. However, whether a similar regulatory role of JAK/STAT signal pathway also plays in fish intestine has not yet been studied. Therefore, this project will investigate whether key signal molecules in JAK/STAT signal pathway exist in fish intestine and the expression pattern of these genes. Furthermore, using in vitro inflammation model established by our laboratory, we will study whether JAK/STAT signal pathway involves in the regulation of the fish intestinal inflammation by using gene silencing technology. Finally, we will study whether choline attenuates the fish intestinal inflammation through the JAK/STAT signal pathway by treating fish enterocytes with choline. Summarily, this project will reveal the relationship between choline-attenuated inflammatory response of enterocytes and the JAK/STAT signal pathway, which may provide some theoretical supports to the mechanism responsible for the choline-attenuated intestinal inflammation.

鱼肠道是营养物质消化吸收的重要器官，肠道免疫屏障在保证鱼消化吸收功能中发挥重要作用。胆碱能通过缓解鱼肠道炎症反应维持肠道免疫屏障功能正常，但作用机制不清楚。JAK/STAT信号途径是调控哺乳动物肠道炎症反应的重要途径，但其在鱼肠道中是否有相似的作用未见报道。因此，本项目拟率先研究JAK/STAT信号途径关键信号分子在草鱼肠组织中的表达分布规律，并采用本课题组建立的体外炎症反应模型，利用基因沉默技术研究JAK、STAT和Imp α是否能调控鱼肠细胞炎症反应；进一步用胆碱处理，考察胆碱是否通过JAK/STAT信号途径缓解鱼肠细胞炎症反应。通过本项目的实施首次探索JAK/STAT信号途径关键信号分子在鱼肠组织中表达分布规律；率先研究JAK/STAT信号途径对鱼肠细胞炎症反应的调控；率先研究胆碱是否通过JAK/STAT信号途径调控鱼肠细胞炎症反应，为探索胆碱缓解鱼肠道炎症反应的机制提供理论支持。

鱼肠道是营养物质消化吸收的重要器官，肠道免疫屏障在保证鱼消化吸收功能中发挥重要作用。胆碱能通过缓解鱼肠道炎症反应维持肠道免疫屏障功能正常，但作用机制不清楚。JAK/STAT信号途径是调控哺乳动物肠道炎症反应的重要途径，但其在鱼肠道中是否有相似的作用未见报道。因此，本项目在克隆草鱼JAKs、STATs和Imp αs系列基因的基础上，率先研究胆碱是否通过JAK/STAT信号途径调控鱼肠细胞炎症反应及相关机理。结果表明：①JAKs、STATs系列基因均在鱼前肠、中肠、后肠表达，但不同基因的表达模式略有差异；②胆碱能通过JAK/STAT信号途径调控鱼肠道炎症反应，但对JAK、STAT不同亚型的调控存在差异，且在不同肠段、不同生理状态下，胆碱对JAK/STAT信号途径的调控存在差异；③此外，胆碱缓解鱼肠道炎症反应与其调控肠道NF-κB、IκB等信号分子密切相关，但在不同肠段、不同生理状态下胆碱对NF-κB信号途径的调控存在部分差异；④另一方面，胆碱缓解鱼肠道炎症反应与其通过Nrf2信号途径增强肠道抗氧化损伤能力降低氧化损伤有关，而胆碱可能通过预防、阻截、修复三种方式降低肠细胞氧化损伤，不同方式的应答机理存在部分差异；⑤胆碱代谢产物磷脂酰胆碱可能是胆碱缓解鱼肠道炎症反应的动因因子之一。磷脂降低了鱼肠道氧化损伤增强了免疫功能。通过本项目的实施，率先研究了鱼肠道JAK/STAT信号途径与肠道炎症的关系，并揭示了胆碱通过JAK/STAT等信号途径缓解鱼肠道炎症的作用及机制，探索了胆碱缓解鱼肠道炎症的部分动因因子，为系统揭示胆碱调控鱼类健康养殖的作用机理提供理论支撑。