糖尿病环境下口腔菌群肠道异位定植对骨髓间充质干细胞功能影响及其机制研究

Diabetes is characterized by high blood glucose, complications involved in multi-organ and tissues damage. Bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) are multi-potential stem cells. Studies already showed that the function of the BMSCs was impaired, and their osteogenesis was decreased in diabetic mellitus. And recently studies proved that the gut microbiota plays critical role in mammalian healthy. The dysbiosis of the microbiota is accompanied with disease. We previously reported that diabetes accompanied with oral microbiota dysbiosis. Oral cavity served as the initial station of the gastrointestinal tract, the microbiota in the oral cavity could be swallowed with the food. The ectopic colonization of the oral microbiota was proved to be related with disease and promote gut inflammation. While, whether the diabetic related oral microbiota could ectopic colonize in gut, and attenuates the function of BMSCs still unknown. In this proposal, we are going to perform the 2nd generation high-through sequencing，germ-free mice microbiota transfer, and the function study were conducted in this research.

糖尿病是以高血糖为特征，累及全身多器官和组织损伤的代谢性疾病。骨髓间充质干细胞是位于骨髓中的具有多向分化潜能的干细胞，在骨代谢和免疫细胞发育中都发挥了重要作用。文献报道糖尿病环境中骨髓间充质干细胞功能受损，尤其是其成骨分化能力下降。近年来研究也阐明了消化道菌群对维持哺乳动物健康至关重要的作用，菌群的失调往往导致疾病发生。我们之前报道糖尿病伴随着口腔菌群失调，且口腔作为消化道和呼吸道的起始点，口腔中的菌群可以随着食物吞咽进入到消化道。口腔菌群的异位定植已经被证明与疾病相关，并能加重肠道炎症。而糖尿病环境下口腔菌群是否存在肠道异位定植，以及肠道异位定植是否影响骨髓间充质干细胞功能不得而知。因此本研究拟阐明糖尿病口腔菌群肠道异位定植对骨髓间充质干细胞功能的影响及其机制。拟通过糖尿病患者消化道菌群高通量测序、口腔菌群无菌鼠移植以及骨髓间充质干细胞功能研究等方案证明该假设。

糖尿病是对人类健康危害最大的慢性疾病之一，其众多并发症累及人体各组织器官，包括骨代谢和修复，菌血症高发风险等。骨髓间充质干细胞是位于骨髓中的具有多向分化潜能的干细胞，在骨代谢和免疫细胞发育中都发挥了重要作用。文献报道糖尿病环境中骨髓间充质干细胞功能受损，尤其是其成骨分化能力下降。近年来研究也阐明了消化道菌群对维持哺乳动物健康至关重要的作用，菌群的失调往往导致疾病发生。我们之前报道糖尿病伴随着口腔菌群失调，且口腔作为消化道和呼吸道的起始点，口腔中的菌群可以随着食物吞咽进入到消化道。口腔菌群的异位定植已经被证明与疾病相关，并能加重肠道炎症。而糖尿病环境下口腔菌群是否存在肠道异位定植，以及肠道异位定植是否影响骨髓间充质干细胞功能不得而知。因此本项目从糖尿病临床和动物模型样本出发，探索了口腔菌群异位定植肠道，对骨髓干细胞功能的影响及其机制。结果显示，口腔菌群能够通过异位定植肠道，在骨髓干细胞成骨分化中发挥了重要作用，并且进一步研究显示，消除肠道菌群能够通过增强肠道屏障有效促进干细胞治疗糖尿病的效果。本项目的研究结果，可以为未来通过调控口腔菌群，加强口腔卫生，为预防和治疗糖尿病并发症提供了新的理论依据和方法策略。