miR-221/222调控肠上皮Syndecan-1分子在放射性肠炎肠粘膜屏障损伤中的作用及机制研究

Intestinal barrier is the primary enterotoxigenic target of radiation. Barrier impairment initiates radiation enteritis (RE), and postpones the process of radiation therapy. However, the efficient methods of prevention and treatment are greatly deficient. Our previous study demonstrated that cell surface Syndecan-1 (Sdc1) significantly alleviates intestinal inflammation, prevents pathogenic factors attach to intestine and maintains integrated intestinal barrier function. But whether this mechanism functions during RE remains unclear. Further bioinformatics analysis suggests that Sdc1 is a potential target of miR-221/222 cluster, and miR-221/222 is transcriptionally regulated by radiation-activated P65. Thus the hypothesis driving this proposal is that the miR-221/222 regulated Sdc1 maintains intestinal barrier during RE upon radiation activated NF-κB pathway. Multiple ways including radiation stimulation, overexpression, and RNA interference, as well as chromatin immunoprecipitation and dual-luciferase reporter system will be applied to demonstrate the proposal. Cell line, mouse model, and patients with RE will be introduced. This study will enrich our knowledge of the radiobiology of organs at risk and provide new therapeutic strategy for improving the radiotherapy outcome of patients with abdominal or pelvic cancer.

肠粘膜屏障是放射线肠道毒性作用的主要靶标，肠屏障损伤诱发放射线肠炎（RE），是影响放疗进程的重要因素，但目前对RE缺乏有效的治疗和预防手段。我们前期研究表明肠上皮分子Syndecan-1（Sdc1）能明显减轻肠道炎症反应，阻止多种致病因素作用于肠道，维护肠屏障功能，但其在RE中的作用并不明确。进一步生物信息学分析提示Sdc1是miR-221/222的潜在靶基因，而miR-221/222的表达会受到被放射线激活的P65因子的直接调控。因此我们提出一个RE肠粘膜屏障损伤的新机制：放疗中NF-kB通路被激活，通过启动miR-221/222转录、靶向抑制Sdc1，破坏肠粘膜屏障功能，引起RE；补充Sdc1可能发挥防治RE的保护作用。我们将采用X线刺激、过表达、RNA干扰等方法，以及ChIP和双荧光素酶报告基因实验等分子生物学手段，从体内、外对这一假设进行探讨，将为临床RE的防治提供新思路和新靶点。

肠粘膜屏障是放射线肠道毒性作用的主要靶标，肠屏障损伤诱发放射线肠炎（RE），是影响放疗进程的重要因素，但目前对RE缺乏有效的治疗和预防手段。我们在本项目的资助下，证实了放射性肠炎的一种发生发展机制，受到放射线作用后，肠道上皮中NF-kappaB通路被激活，启动炎症的级联反应，炎症反应和损伤被放大，使增殖的肠上皮细胞死亡，诱导放射性肠粘膜屏障损伤，促进甚至加重肠炎的出现；如果给予Sdc1干预，能够抑制上述炎症反应和肠道损伤，影响肠粘膜的修复过程，起到保护作用。同时我们阐明了NF-kappaB通过调控miR-221/222进而抑制Sdc1的分子机制，X线激活的NF-kappaB通路活性与miR-221/222的高表达水平成正相关，能够调控miR-221/222的转录，同时Sdc1是miR-221/222的靶基因。我们的结果提示以Sdc1分子为基础的分子网络可能是放射性肠炎的治疗靶点，也为防治放射性相关疾病提供了科学依据和新的干预途径。放射性肠炎是盆腔放射治疗患者最常见的并发症。我们在本基金的支持下同时对放射性肠炎患者的肠道菌群进行了全面的分析，研究了放射性肠炎患者肠道菌群谱的变化及其与肠炎发生的关系。我们的结果提示肠道菌群失调与放射性肠炎的发生和进展具有相关性。肠道菌群可以为放射性肠炎的预测、疾病活性评估和治疗选择提供一套有效的生物标志物。