CD44调控肠道干细胞损伤再生在放射性肠纤维化中的作用及机制研究

Radiation induced intestine fibrosis, characterized by stricture or obstruction, significantly affects the life quality of patients who received radiotherapy. Intestinal stem cells located at the bottom of the crypt play important roles during intestine regeneration after irradiation. However, the relationship between the intestinal stem cell regeneration and radiation-induced intestine fibrosis remain unclear. Our previous studies found that the number of regenerated crypts in mucosa involved in the radiation zone was significantly reduced in patients with intestinal fibrosis, indicating that fibrosis might be caused by decreased regeneration ability of intestine stem cells. We also found that in the process of regeneration, the expression of Lgr5 was down-regulated while CD44 was activated, which indicated that CD44 might play a key role during the intestine regeneration. We will utilize clinical samples, animal models and intestinal organoid culture system to investigate the relationship between the intestinal stem cell regeneration and radiation-induced intestine fibrosis and to clarify the molecular mechanisms of how CD44 regulate the intestine stem cell regeneration to reduce intestine fibrosis. Our study will afford a new insight to prevent and contribute to developing target therapy for radiation-induced intestine fibrosis.

放射性肠纤维化引起的肠道狭窄、梗阻等症状严重影响腹盆腔放疗病人的生活质量。肠道受到辐射损伤后，首先通过隐窝底部的肠道干细胞再生来修复损伤，但是肠道干细胞再生能力与放射性肠纤维化的关系尚不清楚。我们前期研究发现放射性肠纤维化患者照射野内再生隐窝数量减少，提示肠道干细胞再生能力减弱可能会进展为纤维化，而在小鼠肠道辐射损伤再生过程中Lgr5表达下调，CD44的表达明显上调，提示CD44在肠道损伤再生过程中发挥重要作用。本项目拟利用临床样本、动物模型及肠道类器官培养体系研究肠道干细胞再生与放射性肠纤维化的关系、明确CD44调控肠道干细胞再生进而影响放射性肠纤维化发生的分子机制。本研究将为临床防治放射性肠纤维化的发生提供新思路，有助于研发逆转放射性纤维化的靶向药物。

放射治疗是盆腹部肿瘤的一个有效治疗手段，但同时也带来了不可忽视的副作用。如放射性肠纤维化引起的肠道狭窄、梗阻等。肠道受到辐射损伤后主要通过肠道干细胞再生来修复损伤，但是肠道干细胞再生能力与放射性肠纤维化的关系尚不清楚。因此，本项目主要探索研究了CD44是否调控肠道干细胞的再生从而影响放射性纤维化的发生，在肠道纤维化过程中相关的分子变化，并是否可以作为调控放射纤维化的靶点从而应用到指导临床治疗而解决临床问题。具体分析了研究肠道干细胞再生与放射性肠纤维化的相关性 ，以及研CD44 在肠道干细胞损伤再生过程中的表达变化和CD44 调控肠道干细胞损伤再生的分子机制从而明确肠道干细胞再生对放射性肠纤维化的影响。..通过研究获得发现：CD44与肠道干细胞标记物Lgr5共表达于肠道隐窝，而且CD44表达与Lgr5存在时间差异，表达水平在肠道受照射后随着再生修复发生先表达上调随后恢复的变化过程；通过分离照射过程中肠道隐窝的CD44阳性细胞进行RNA测序分析发现，wnt11分子在照射过程中表达显著升高，通过分离wnt11上清对受照射的肠道类器官进行处理，发现wnt11显著促进促进类器官的再生；wnt11可以促进类器官的生长，并上调CD44的表达。..以上研究为临床上减轻肠道纤维提供了新的方向，由于照射相关的炎症引起的肠道纤维化一方面与免疫环境密切相关，另一方面受隐窝干细胞的再生情况影响。我们的研究发现wnt11可能参与调控了肠道CD44阳性干细胞的再生，并能潜在减轻纤维化的发生，从而为临床解决放疗相关性肠道纤维化提供新的靶点。