VDR-TLR4-NF-κB信号轴在溃疡性结肠炎结肠上皮细胞炎症凋亡中的作用及机制研究

Ulcerative colitis (UC) has not been fully understood. Our previous study observed that VDR was down-regulated in colon epithelial cells of UC patients. In addition, in mouse model, VDR was also down-regulated in colon epithelial cells, while TLR4 was up-regulated. After intraperitoneal injection of vitamin D, we found that VDR expression significantly increased, with decreased mortality of mice, intestinal inflammation improved and decreased expression of TLR4. However, the underlying mechanism remains unclear. Recent studies have reported that TLR4 may be mediated by expression of VDR. Moreover, TLR4 may induce cell inflammation and apoptosis by activating NF-κB. In this research project, we aim to explore and determine the role of VDR-TLR4-NF-κB signal axis in regulating inflammation and apoptosis in UC by using qPCR, western blot, IHC, DLR, flow cytometry, target gene overexpression and silence as well as UC cell model, DSS-induced mouse model, UC clinical specimens, intestinal specific VDR knockout mice model and TLR4 knockout mice model. The findings of this project will provide basis for the discovery of potential therapeutic drug targets for the disease and possess high innovative and clinical value.

溃疡性结肠炎（UC）发病机制尚未明确。我们前期研究发现，VDR在UC患者结肠上皮细胞中低表达；在UC小鼠模型中，结肠上皮细胞VDR呈低表达，而TLR4则呈现高表达，随后腹腔注射维生素D，观察到VDR表达明显增高、小鼠死亡率下降、肠道炎症改善以及TLR4表达明显下降，但相关机制不明。近年研究报道VDR可能调控TLR4表达，而在UC中TLR4可能介导NF-κB异常激活参与细胞炎症凋亡。本项目在已有研究基础上，拟通过qPCR、Western Blot、IHC、Co-IP、DLR、流式细胞术、靶基因过表达与干扰等技术，结合UC细胞和小鼠模型、临床标本、肠道特异性VDR基因敲除小鼠及TLR4基因敲除小鼠模型，来探讨并确定VDR-TLR4-NF-κB信号轴通过介导结肠上皮细胞炎症损伤及凋亡，从而参与UC发生发展的作用及分子机制，具有较高创新性与临床价值。

溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）是一种常见的慢性炎症性肠病，其发病机制与精准治疗至今尚未完全明确。.本研究通过基因集富集分析，拟探索潜在的UC治疗药物。首先收集人结肠组织样品，对UC中的H3乙酰化进行测试。进一步构建体内和体外结肠炎模型以验证H3乙酰化修饰在UC中的作用和机制；结合肠道特异性维生素D受体（VDR）敲除小鼠和缺乏维生素D（维生素D）饮食喂养的小鼠构建结肠炎模型来探索下游信号分子机制。.本研究根据连通图数据库，发现MS-275（I类组蛋白脱乙酰基酶抑制剂）是排名最高的药物，表明组蛋白乙酰化在UC发病机理中的潜在重要性。然后我们发现组蛋白H3乙酰化在UC患者的结肠上皮中显著降低，并且与疾病严重程度呈负相关。 进一步实验证明MS-275治疗可抑制组蛋白H3脱乙酰基作用，从而减轻核因子κB（NF-κB）诱导的肠道炎症，减少细胞凋亡，维持上皮屏障功能，从而降低结肠炎小鼠模型的结肠炎活性。另外本研究还确定了VDR作为MS-275的下游效应器。 MS-275对结肠炎的治愈作用在VDR-/-小鼠和VD缺乏饮食喂养的小鼠中被取消，且VDR可直接靶向作用于p65。在UC患者组织标本中，组蛋白H3乙酰化，VDR和连蛋白zonulin-1的表达表现出相似的下调模式，并且与疾病严重程度负相关。.本研究证明，MS-275可通过VDR改善炎症，减少细胞凋亡和维持肠上皮屏障，从而抑制组蛋白脱乙酰基并减轻结肠炎。该研究的顺利完成将为UC治疗提供新的策略，有利于UC治疗新药物的研发。