雌激素对P2X7/pannexin-1介导的嘌呤信号转导的调节作用及其与炎症性肠病的关系

Inflammatory bowel syndrome (IBD) is a kind of chronic diseases which not only lowers quality of life, but also increases risks of colon cancer. Recently it has been reported that hormone replacement decreases risks of IBD in postmenopausal women. Though P2X7 receptor and hemichannel protein pannexin-1(panx1) have been regarded as vital receptors in releasing inflammatory cytokines and ATP in immune cells,their relation to estrogen and estrogen receptors are unclear. Our previous study has shown that specifically stimulating estrogen receptors (ERalpha,ERbeta) positively or negatively regulates rectocolonic inflammation of IBD,which are closely related to P2X7 receptors. Therefore, in this study, we aim to investigate the underlying mechanisms of estrogen modulation in IBD by using P2X7 or panx1 Knockout mice. We will further demonstrate the mechamisms by which estrogen modulates the expression and function of P2X7 or panx1 proteins in macrophages and T cells and the possible involvement of JAK-STAT or ERK-CREB pathways in the relation between estrogen receptors and P2X7/panx1. This study will provide novel clues of controlling and treating IBD in clinical therapy.

炎症性肠病（IBD）不仅影响生活质量，而且增加结直肠癌发病风险。近来发现绝经妇女雌性激素替代后IBD患病率降低。P2X7和半通道蛋白pannexin-1(panx1)介导了免疫细胞释放炎性细胞因子和炎性介质ATP，与IBD的发生发展密切相关，但它们和雌激素及其受体之间的关系尚不清楚。前期工作发现，特异激活雌激素受体（ERalpha和ERbeta）可以正向或负向调节IBD鼠肠道炎症反应，这些调节与P2X7受体表达改变有关。本课题利用P2X7 及panx1基因敲除鼠，探讨雌激素在IBD发生发展中的作用，并进一步研究雌激素及其受体对巨噬细胞和T细胞P2X7和panx1通道表达和功能的调节及机制，以及雌激素及其受体介导的胞内信号转导途径，如JAK-STAT或ERK-CREB途径在P2X7和panx1介导的IBD肠道炎症反应中的作用，从而为临床有效控制及治疗IBD提供新的思路。

炎症性肠病（IBD）不仅影响生活质量，而且增加结直肠癌发病风险。近来发现绝经妇女雌性激素替代后IBD患病率降低。P2X7和半通道蛋白pannexin-1(panx1)介导了免疫细胞释放炎性细胞因子和炎性介质ATP，与IBD的发生发展密切相关，但它们和雌激素及其受体之间的关系尚不清楚。特异激活雌激素受体（ER和ERβ）可以正向或负向调节IBD鼠肠道炎症反应。运用三硝基苯磺酸（TNBS）灌肠，建立克隆恩病（crohn’s disease, CD）动物模型，结果表发现，在TNBS 诱导的CD模型大鼠，结直肠ER和ERβ的蛋白表达显著降低，P2X7的表达量显著增高，而panx1的表达量显著降低。应用ERβ特异性激动剂DPN或者ERB-041后，IBD大鼠体重显著增加、DAI评分显著降低、结直肠长度显著变长、炎症反应显著好转，结直肠表达P2X7受体的巨噬细胞数显著减少，结直肠组织中IL-1β浓度显著降低。进一步的研究发现，在鼠结直肠巨噬细胞和RAW264.7巨噬细胞株中ERβ和P2X7受体均有共表达。单独给予LPS或LPS+ATP刺激RAW264.7巨噬细胞，均可引起IL-6、TNF-α释放显著增加，但只有ATP同时诱导时IL-1β才显著增加。P2X7受体拮抗剂可显著逆转LPS+ATP引起的IL-1β的释放。ERβ特异性激动剂DPN和ERB-041可以显著抑制急性分离培养的IBD大鼠结直肠巨噬细胞中P2X7受体的表达，也可以显著抑制RAW264.7巨噬细胞中LPS+ATP诱导的P2X7受体的表达，以及LPS+ATP引起的P2X7R下游蛋白的表达，包括ASC、caspase-1、NLRP3、pro-IL-1β，从而显著抑制IL-1β的释放。DPN或者ERB-041可以降低IBD大鼠结直肠组织中ERK、AKT、 STAT3磷酸化水平和JAK2蛋白水平，以及LPS+ATP诱导的RAW264.7巨噬细胞中ERK、STAT3、JAK2磷酸化。JAK2和STAT3抑制剂显著逆转DPN或 ERB-041对IL-1β释放的抑制作用。这些结果表明，ERβ受体激活对IBD具有显著的治疗作用，这一作用可能是通过JAK2/STAT3通路对P2X7受体的表达以及其对IL-1β释放的抑制性调节来完成的。它将为炎症性肠病的临床治疗提供实验依据和新策略。