益生菌诱导调节性T细胞抗动物细菌性肠炎分子免疫机制的研究

Lactobacillus casei and Saccharomyces cerevisiae play an important physiological role in regulating the balance of the intestinal flora and have potential applications on prevention or treatment of animal bacterial enteritis. The two probiotics had been proven that they could induce regulatory cells, strengthen the epithelial barrier against pathogen invasion in our laboratory before. The project will further research effects of Lactobacillus casei and Saccharomyces cerevisiae on E. coli induced colitis model mice. The main detection of probiotics on mice intestinal epithelial cells, using flow cytometry, ELISA, fluorescence quantitative PCR method will be carried out to observe the impact of probiotics on the expression of CD4 + CD25 + Foxp3 + Tregs and dendritic cells, chemotactic factor and its ligands, such as Toll-like receptor.The results of the project will clarify the molecular mechanism of probiotics to induce the anti-inflammatory effect from the innate immune system so as to provide new ideas for combating animal enteritis. So the project has important theoretical and practical significance.

干酪乳杆菌和酿酒酵母在调节肠道菌群平衡、防治动物细菌性肠炎等疾病中具有重要的应用潜能。本研究拟在前期实验证实益生菌能诱导机体产生调节性细胞、加强上皮屏障抵抗病原体的入侵具有很好临床效果的基础上，将进一步研究干酪乳杆菌和酿酒酵母干预大肠杆菌引起的肠炎模型小鼠，检测益生菌对小鼠肠上皮细胞的影响；应用流式细胞术、ELISA、荧光定量PCR等方法检测益生菌对CD4+CD25+Foxp3+Tregs以及树突状细胞、趋化因子及其配体、Toll样受体等的表达情况的影响。本研究将阐明益生诱导固有免疫系统发挥抗炎效应的分子作用机制，为进一步防治动物细菌性肠炎提供新思路。因此，具有重要的理论和现实意义。

背景：细菌性肠炎是动物和人类多发常见病，对养殖业和人类健康构成严重威胁，已成为世界性重大难题。干酪乳杆菌(L.casei)是益生菌，在预防和治疗肠炎中有很多临床应用。目前，益生菌调节免疫系统的机制还未阐明。主要研究内容：①小鼠产肠毒素大肠杆菌（ETEC）肠炎模型的建立；②L.casei对肠炎小鼠治疗效果研究；③L.casei对NF-κB途径影响研究；④L.casei对肠炎小鼠树突状细胞影响研究；⑤L.casei对肠炎小鼠效应淋巴细胞影响研究；⑥L.casei对肠炎小鼠Toll样受体影响研究；⑦L.casei对肠炎小鼠趋化因子及其配体影响的研究。重要结果：①给Bablc鼠连续灌服3d的ETEC菌液(1.0×108 cfu/mL)，第8d炎症最明显，成功建立了小鼠肠炎模型；②L.casei能够通过抑制ETEC引起的TLR4/NF-κB和TLR/MAPK活化，显著降低IL-1β、TNF-a、NO、PGE2等炎症介质的表达，从而减缓并抑制肠道炎症的进一步发生；③L.casei可以调节DCs的分化、成熟，通过降低DCs表面上的MHC Ⅱ类分子和表面协同刺激分子的表达，诱导免疫耐受；④L.casei通过诱导肠炎模型鼠DCs的成熟，介导机体产生免疫应答，且高表达IL-6、IL-10、TGF-β等细胞因子，诱导T细胞向Th17和Treg细胞分化，且促进了Treg细胞分化，抑制了Th17细胞分化；⑤L.casei使肠炎模型鼠IL-10、TGF-β表达水平升高，IL-17a表达水降低平，使Treg细胞数量增加，Th17细胞数量降低，导致肠道炎症减轻。过继转移CD4+CD25+Treg，破坏了Th17/Treg细胞比例平衡，促进了机体Tregs细胞分化，减轻小鼠肠道炎症；⑥L.casei通过Smad3、NFAT2通路促进Tregs细胞中FoxP3的转录。结论：L.casei可以调节DCs的分化、成熟，介导机体产生免疫应答。促进机体Th17和Treg细胞方向分化，通过Smad3、NFAT2通路促进CD4+CD25+Foxp3+Tregs中FoxP3的转录和稳定表达，调节Th17/Treg细胞比例平衡，减轻小鼠十二指肠炎症。重要意义：对研究L.casei介导机体免疫机制具有重要作用和广阔的前景，其结果可为抗细菌性肠炎微生态制剂的研制提供新思路。