本文選題：NDRG2 + 炎性腸病�。� 參考：《第四軍醫(yī)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：炎癥性腸病(Inflammatory bowel disease,IBD)是一組原因未明反復(fù)發(fā)作的慢性炎癥性腸道疾病。臨床表現(xiàn)為慢性腹瀉、腹痛,甚至便血。IBD不僅嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量,值得關(guān)注的是,長期的慢性炎癥極易誘發(fā)結(jié)直腸腫瘤(Colitis-Associated Cancer,CAC)。在結(jié)腸炎性反應(yīng)中IL-1、IL-6和TNF-α等促炎細(xì)胞因子的刺激下,進(jìn)一步加劇了結(jié)腸上皮癌變的演變過程。IBD的發(fā)病機(jī)制異常復(fù)雜,涉及遺傳、免疫等多個(gè)環(huán)節(jié)。闡明IBD的調(diào)控機(jī)制,有助于為其治療提供重要的藥物作用靶點(diǎn),并為進(jìn)一步預(yù)防結(jié)腸炎相關(guān)性腫瘤具有重要意義。NDRG2(N-Myc down-stream regulated gene 2)是本課題組腦組織首次發(fā)現(xiàn)并報(bào)道的一個(gè)新抑癌基因,通過抑制腫瘤細(xì)胞增殖、抑制腫瘤的惡性轉(zhuǎn)移、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡、增加腫瘤細(xì)胞的化療藥物敏感性、促進(jìn)DNA的損傷修復(fù)等諸多生理過程,發(fā)揮著其抑癌基因的功能。課題組對NDRG2在結(jié)直腸癌發(fā)生發(fā)展過程中的作用進(jìn)行了系統(tǒng)研究,發(fā)現(xiàn)NDRG2可以抑制結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移能力,并首次證實(shí)NDRG2是一個(gè)新的結(jié)直腸癌預(yù)后生物標(biāo)記物。但是,NDRG2是否參與IBD的發(fā)生發(fā)展過程不得而知。。為了深入認(rèn)識NDRG2的作用機(jī)制,我們基于Cre/LoxP系統(tǒng)建立了腸道上皮細(xì)胞特異性的Ndrg2條件性基因敲除小鼠(Vil-Cre;Ndrg2flox/flox)。并利用葡聚糖硫酸鈉(DSS)和AOM/DSS誘導(dǎo)模型,分別建立了小鼠腸道炎癥模型和炎癌轉(zhuǎn)化模型,并進(jìn)一步結(jié)合臨床組織標(biāo)本,分析NDRG2的臨床意義,旨在明確NDRG2在IBD發(fā)生發(fā)展過程中的生物學(xué)功能,并揭示NDRG2在在結(jié)腸炎導(dǎo)致的結(jié)腸癌這一惡性轉(zhuǎn)化過程中的抑癌基因功能。我們這一研究將進(jìn)一步拓展NDRG2的功能和研究視野�！灸康摹�1.明確NDRG2是否參與了結(jié)腸炎的病理反應(yīng)過程。2.揭示NDRG2在結(jié)腸炎的病理過程中的分子機(jī)制。3.闡明NDRG2在結(jié)腸炎相關(guān)性結(jié)直腸癌惡性轉(zhuǎn)化過程中的功能�！痉椒ê徒Y(jié)果】1.NDRG2在DSS和LPS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎病理過程中表達(dá)下調(diào)我們利用DSS建立了小鼠的腸道炎癥誘導(dǎo)模型。通過小鼠表型分析和組織學(xué)評價(jià),發(fā)現(xiàn)DSS可以誘導(dǎo)明確的結(jié)腸炎性反應(yīng),并且在這個(gè)反應(yīng)過程中,雄性小鼠相較于雌性小鼠表現(xiàn)出了更加明顯的炎性表型。因此,在我們的后續(xù)實(shí)驗(yàn)中,全部采用雄性小鼠進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。隨后我們分析了NDRG2在DSS所誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞中的表達(dá)變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)NDRG2的表達(dá)在此過程中明顯下降。同時(shí),通過結(jié)腸注射脂多糖(LPS),也同樣發(fā)現(xiàn)NDRG2在小鼠結(jié)腸上皮細(xì)胞中的表達(dá)下調(diào)。此結(jié)果提示NDRG2在結(jié)腸炎性反應(yīng)過程中發(fā)揮重要作用,為后續(xù)的功能研究奠定基礎(chǔ)。2.NDRG2缺失增加DSS所誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的敏感性我們利用本課題組所構(gòu)建的腸上皮細(xì)胞中特異性敲除Ndrg2的轉(zhuǎn)基因小鼠((Vil-Cre;Ndrg2flox/flox,ΔIEC),通過給予DSS處理,誘導(dǎo)結(jié)腸炎模型。發(fā)現(xiàn)NDRG2的缺失導(dǎo)致小鼠小鼠的體重下降加劇、結(jié)腸長度縮短、結(jié)腸上皮損傷加劇等病理過程。并在致死劑量DSS的作用下,ΔIEC小鼠表現(xiàn)出更高的敏感性。在DSS所誘導(dǎo)的結(jié)腸炎過程中,NDRG2缺失可促進(jìn)趨化因子CXCL-1、CXCL-2和CCL-5的表達(dá),促使單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞向炎性病灶的募集顯著增加。同時(shí),NDRG2缺失還進(jìn)一步上調(diào)促炎細(xì)胞因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表達(dá),而抑制抗炎細(xì)胞因子IL-10的表達(dá),從而加劇結(jié)腸炎的病理過程,這一過程也在LPS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎反應(yīng)中得到了驗(yàn)證。進(jìn)一步,我們在潰瘍性結(jié)腸炎的患者組織中,也發(fā)現(xiàn)NDRG2的表達(dá)豐度與CD68+巨噬細(xì)胞在炎性病灶的募集呈顯著的負(fù)相關(guān)。我們發(fā)現(xiàn)在DSS所誘導(dǎo)的結(jié)腸炎反應(yīng)過程中,NDRG2的缺失并不影響磷酸化STAT3的活性,而NF-κB的磷酸化水平明顯上調(diào),從而加劇結(jié)腸炎的病理過程。在本課題中,我們首次利用Ndrg2敲除小鼠證實(shí)NDRG2的缺失可增加DSS所誘導(dǎo)的結(jié)腸炎敏感性。3.NDRG2缺失導(dǎo)致結(jié)腸上皮細(xì)胞間的粘附連接結(jié)構(gòu)異常結(jié)腸上皮組織通透性增加是結(jié)腸炎性反應(yīng)易感性增強(qiáng)的重要誘因。為了進(jìn)一步明確NDRG2在結(jié)腸炎的反應(yīng)過程的作用機(jī)制,我們通過灌胃給予FITC-Dextran處理和小鼠腸道注射LPS,評價(jià)NDRG2缺失對小鼠結(jié)腸上皮通透性的影響。結(jié)果顯示,NDRG2的缺失導(dǎo)致小鼠結(jié)腸上皮組織通透性顯著增加,而且在DSS誘導(dǎo)結(jié)腸炎后,NDRG2缺失導(dǎo)致的通透性增加程度更加顯著。為了進(jìn)一步明確NDRG2缺失對結(jié)腸上皮通透性增加的機(jī)制,我們利用掃描電鏡檢測了NDRG2缺失小鼠(ΔIEC)結(jié)腸上皮細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)NDRG2的缺失導(dǎo)致結(jié)腸上皮細(xì)胞間的粘附連接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯的異常,導(dǎo)致粘附連接結(jié)構(gòu)不完整。既往研究顯示,E-cadherin是粘附連接的關(guān)鍵分子。因此,我們分析了E-cadherin在WT和ΔIEC小鼠的結(jié)腸上皮細(xì)胞中的表達(dá)差異。發(fā)現(xiàn)NDRG2的缺失導(dǎo)致E-cadherin的mRNA和蛋白豐度都受到明顯的抑制,而E-cadherin的表達(dá)下調(diào)則是由于Snail和Slug的表達(dá)上調(diào)所致。我們在人結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29和Caco-2中通過干涉NDRG2的表達(dá),進(jìn)一步證實(shí)了該結(jié)論。在人的正常結(jié)腸上皮組織中,NDRG2的表達(dá)豐度與E-cadherin的表達(dá)也呈顯著的正相關(guān)。這充分說明NDRG2在結(jié)腸上皮細(xì)胞中通過調(diào)控E-cadherin的表達(dá)和粘附連接結(jié)構(gòu)的完整性,從而參與結(jié)腸炎的發(fā)生和發(fā)展病理過程。4.NDRG2缺失促進(jìn)AOM-DSS所誘導(dǎo)的結(jié)腸炎/癌惡性轉(zhuǎn)化過程AOM-DSS模型是誘導(dǎo)結(jié)腸炎相關(guān)性結(jié)腸癌的成熟方法。AOM可誘導(dǎo)β-catenin突變,導(dǎo)致β-catenin的過度活化,DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎性反應(yīng)則進(jìn)一步加劇炎/癌的惡性轉(zhuǎn)化過程,最終導(dǎo)致結(jié)腸炎的癌變。我們分別給予WT和ΔIEC小鼠進(jìn)行AOM-DSS處理,分析NDRG2缺失對結(jié)腸炎誘導(dǎo)的結(jié)腸癌演變過程的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)NDRG2缺失導(dǎo)致結(jié)腸腫瘤的數(shù)量和體積都有著顯著的增加,并且腫瘤瘤體的惡性程度要遠(yuǎn)高于WT組,證實(shí)NDRG2缺失促進(jìn)了結(jié)腸炎/癌的惡性轉(zhuǎn)化過程�！窘Y(jié)論】利用腸上皮細(xì)胞中特異性敲除Ndrg2的轉(zhuǎn)基因小鼠,我們首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了NDRG2對結(jié)腸炎發(fā)生發(fā)展過程的調(diào)控作用。發(fā)現(xiàn)NDRG2缺失可通過上調(diào)Snail和Slug的表達(dá),抑制E-cadherin的豐度,從而破壞結(jié)腸上皮細(xì)胞間的粘附連接結(jié)構(gòu),導(dǎo)致腸道上皮細(xì)胞的通透性增加,加劇結(jié)腸炎的發(fā)病易感性。同時(shí),我們也首次證明了NDRG2缺失可促進(jìn)結(jié)腸炎/癌的惡性轉(zhuǎn)化過程。我們的研究為NDRG2的抑癌基因角色提供了堅(jiān)實(shí)的證據(jù),并為基于NDRG2在炎癥性腸病和炎癥相關(guān)性結(jié)直腸癌的診斷和治療過程中的應(yīng)用提供了理論支持。
[Abstract]:Inflammatory bowel disease ( IBD ) is a group of chronic inflammatory bowel disease with unexplained recurrent episodes . The clinical manifestations are chronic diarrhea , abdominal pain , and even hematochezia . The IBD not only affects the quality of life of the patient , but is concerned that chronic inflammation in the long term induces colorectal neoplasms ( CAC ) . NDRG2 ( N - Myc down - stream regulated gene 2 ) plays an important role in the development of colorectal cancer . NDRG2 ( N - Myc down - stream regulated gene 2 ) is a new tumor suppressor gene in the development of colorectal cancer . NDRG2 ( N - Myc down - stream regulated gene 2 ) is a new prognostic biomarker of colorectal cancer . In order to further understand the mechanism of NDRG2 , we established Ndrg2 conditional knockout mice ( Vil - cre ; Ndrg2flox / flox ) specific for intestinal epithelial cells based on the system . The clinical significance of NDRG2 in the development of IBD was established , and the clinical significance of NDRG2 in the course of development of IBD was analyzed . It was shown whether NDRG2 was involved in the pathogenesis of colitis . In the course of colitis , NDRG2 could induce a clear inflammatory phenotype . In the course of colitis , NDRG2 could promote the expression of IL - 1尾 , CXCL - 2 and TNF - 偽 in mice . NDRG2 deletion promotes the expression of E - cadherin and the integrity of adhesion structure , which can induce the malignant transformation of colitis . The results show that NDRG2 deletion promotes the malignant transformation of colitis / cancer .
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R735.35
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本文編號：2068032