二氢杨梅素通过调节“肠道菌群-ILC3”交互作用维持肠粘膜屏障功能预防NASH发生的作用及机制研究

Nonalcoholic steatohepatitis (NASH) is a serious threat to human health. Intestinal microflora disorder and the related intestinal endotoxemia are important causes of the occurrence of NASH. Intestinal mucosal barrier is the first line of defense against intestinal translocation and endotoxin leakage. Type 3 lymphoid cells (ILC3) play a key role in maintaining intestinal mucosal barrier. We previously found that dihydromyricetin (DHM) could improve the intestinal flora and regulate the expressions of ILC3-related genes.Based on the associated research, we hypothesized that DHM might prevent the occurrence of NASH via the maintenance of intestinal mucosal barrier function through the regulation of the cross-talk between gut microbiota and ILC3. By use of the high fat-induced NASH mice and germ free mice models, combined with the research methods of metagenomics, flow cytometry, immunological clearance,and cell co-culture in vitro, we aim to clarify the mechanisms that DHM stimulates the immunological function of ILC3 and RORγt expression through the regulation of commensal bacteria. We also aim to reveal the mechanisms that DHM maintains the intestinal mucosal barrier function and exerts antagonistic benefits against intestinal flora disorder through the enhancement of antibacterial substances from the intestinal epithelial cell by increased IL-22 expression from ILC3 via AhR and RORγt–dependent manner. Finally, this project will clarify the mechanisms.Finally. This project will provide a scientific basis for the prevention of NASH.

非酒精性脂肪性肝炎（NASH）严重威胁人类健康但缺乏理想防治措施。肠道菌群紊乱及其导致的肠源性内毒素血症是其发生的重要原因。肠粘膜屏障是抵御肠道细菌易位和内毒素渗漏的“第一道防线”，3型固有淋巴样细胞(ILC3)在维持肠粘膜屏障中起关键作用。项目组研究发现，二氢杨梅素(DHM)可改善肠道菌群并调节ILC3相关基因表达。结合相关研究，我们提出“DHM可能通过调节“肠道菌群-ILC3”交互作用进而维持肠粘膜屏障功能预防NASH发生”的科学假说。本项目拟利用高脂诱导NASH小鼠、无菌小鼠等模型并结合宏基因组学、流式细胞、免疫清除、体外共培养等研究方法，阐明DHM通过调节肠道共生菌促进转录因子RORγt表达和ILC3功能，及其通过AhR和RORγt依赖方式促进ILC3表达IL-22，进而促进肠粘膜上皮产生抗菌物质拮抗肠道菌群紊乱，最终维持肠粘膜屏障功能的作用机制。课题将为预防NASH提供科学依据。

非酒精性脂肪性肝炎（NASH）严重威胁人类健康但缺乏理想防治措施，肠道菌群紊乱及其导致的肠源性内毒素血症是其发生的重要原因。肠粘膜屏障是抵御肠道细菌易位和内毒素渗漏的“第一道防线”，3型固有淋巴样细胞(ILC3)在维持肠粘膜屏障中起关键作用。本研究围绕肠粘膜“区域免疫系统”在NASH发生中的重要作用，采用多种实验模型（高脂饮食诱导、抗生素清除、慢病毒感染等）并结合16srRNA测序与分析、免疫学研究方法、分子生物学研究方法等，揭示DHM通过调节肠道菌群与ILC3交互作用进而维持肠粘膜屏障功能预防NASH发生的作用及机制。研究结果表明：①DHM能够有效改善高脂饮食诱导的小鼠NASH发生发展，并与其调节肠道菌群和肠道ILC3密切相关。研究发现，DHM能够改善高脂饮食诱导的糖脂代谢，减少肝脏脂质蓄积程度和炎症程度，改善肠粘膜屏障损伤，增加结肠固有层ILC3细胞占淋巴细胞数量比例以及IL-22的表达水平。②DHM能够通过调节“肠道菌群-ILC3”的交互作用进而维持肠粘膜屏障功能。研究发现，DHM能够改善高脂饮食诱导的肠道菌群结构多样性改变，提高拟杆菌与厚壁菌的相对丰度比值，增加粪杆菌、毛螺菌属、颤螺菌属等产生丁酸盐等短链脂肪酸的菌群，盲肠内丁酸盐的含量也明显增加，广谱抗生素干预清除小鼠肠道大部分菌群后DHM对肠粘膜屏障、肠道菌群的作用消失；通过MNK3细胞和Caco-2细胞共培养，DHM刺激MNK3细胞后获得上清液可以改善PA诱导的Caco-2细胞损伤，Caco-2细胞炎症水平降低、紧密连接蛋白表达水平升高，与DHM刺激MNK3细胞产生IL-22有关。③肠道菌群和SIRT3在高脂饲料诱导的小鼠NAFLD发生发展中起重要作用，SIRT3与肠道菌群及其交互作用可能成为预防NAFLD的重要干预靶点。④DHM能够通过AMPK/SIRT3/STAT3信号通路促进肠道ILC3细胞IL-22表达进而减轻高脂饮食诱导的肠屏障损伤，该作用与DHM活化AMPK和SIRT3，进而促进ERK和STAT3磷酸化和活化有关。该研究揭示了“肠道区域免疫”在NASH发生中的关键作用，为NASH防治提供了新的干预靶点，同时为防治NASH提供了新的膳食营养干预策略。