Bmal1通过肠嗜铬细胞及其TPH1-5-HT信号通路参与IBS的作用及机制研究

摘要：

背景:肠易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)的发生与生物钟节律紊乱有关,IBS患者症状常常具有昼夜波动、时轻时重及重叠转换等节律紊乱的特征.肠嗜铬细胞(enterochromaffin cells,EC)及其色氨酸羟化酶-1(tryptophan hydroxylase 1,TPH1)—5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)信号通路是目前公认的IBS发生的最主要病理生理学机制.目前有关结肠生物钟基因是否通过调控EC细胞及其TPH1-5-HT信号通路参与IBS的发生未见文献报道.目的:探讨生物钟核心基因脑和肌肉芳香烃受体核转运样蛋白-1(brain and muscle ARNT-like protein 1,Bmal1)调控EC细胞及其TPH1-5-HT信号通路参与IBS发生的作用与机制.研究对象和方法:采用Sprague-Dawley(SD)大鼠、IBS模型鼠、C57BL/6野生型(wild type,WT)小鼠、Bmal1 肠道特异性敲除小鼠(Bmal1△IEC)进行研究.SD大鼠分组:正常对照组8只,IBS模型组8只.小鼠分组:WT组7只,Bmal1△IEC组4只.IBS模型的建立:采用连续单一刺激建立应激性IBS模型.采用双重免疫荧光染色技术检测结肠Bmal1、EC细胞嗜铬粒蛋白A(chromogranin A,CgA)、TPH1和5-HT的表达.结果:采用SD大鼠的研究结果:与对照组比较,在ZT8:00,IBS组结肠Bmal1 表达明显增高[(88.35±6.70)vs.(62.29±18.14),P=0.021].与对照组比较,在ZT24:00,IBS组结肠Bmal1表达明显增高[(72.61±10.42)vs.(57.93±11.00),P=0.037].IBS大鼠模型结肠Bmal1表达在3个时间点的比较:与ZT16:00时比较,IBS组在ZT8:00结肠Bmal1表达明显升高[(88.35±6.70)vs.(71.70±13.60),P=0.01],但ZT16:00与ZT24:00 比较,Bmal1 表达无明显差异(P＞0.05).采用小鼠的研究结果:(1)两组EC细胞数量的差异:与WT组比较,在高倍镜视野下Bmal1△IEC组结肠EC细胞数量明显减少[(2.67±2.33)/HPFvs.(4.93±2.78)/HPF,P=0.001];(2)两组TPH1的变化:与WT组比较,Bmal1△IEC组结肠TPH1表达降低[(89.11±7.22)vs.(104.33±11.26),P＜0.001];(3)两组5-HT的变化:与WT组比较,Bmal1△IEC组5-HT表达水平显著下降[(65.74±7.66vs.(75.32±10.81),P=0.011].结论:IBS模型结肠生物钟基因Bmal1的表达存在昼夜紊乱;Bmal1 可通过结肠EC细胞及其TPH1-5-HT信号通路参与IBS的发生.

关键词：生物钟基因、昼夜节律、脑和肌肉芳香烃受体核转运样蛋白-1、肠道特异性基因敲除、肠易激综合征、肠嗜铬细胞、色氨酸羟化酶-1、5-羟色胺

分类号：R746.2;R5;R9

资助基金：重庆市自然科学基金面上项目;重庆市基础研究与前沿探索项目;陆军特色医学中心人才创新能力培养计划

在线出版日期：2023-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：10-22