UDCA激活Barrett食管黏膜Nrf2通路和预防DNA损伤的机制研究

Barrett’s esophagus is a precancerous lesion for esophageal adenocarcinoma. DCA,a components of the refluxed gastric juice, can induce ROS production that causes genotoxic injury,which might contribute to carcinogenesis in Barrett’s esophagus. In our preliminary study, we took biopsies from the esophagus in patients with Barrett esophagus which has been perfused with DCA after the administration of UDCA, a hydrophilic bile acid. The result showed that UDCA could prevente DCA-induced DNA damage. Furthermore, we observed in the Barrett cell line that pretreatment of UDCA could inhibite the DCA-induced ROS increase, and cause a marked increase in expression levels of antioxidant which are modulated by Nrf2. Thus we first suggested UDCA could prevent DCA-induced DNA damage by blocking ROS generation and could increase expression of the anti-oxidant caused by activation of Nrf2 signaling. This project aims to use siRNA、CometAssay、Real-time PCR, in combination with esophageal DCA perfusion in Barrett’s metaplasia of patients before and after UDCA treatment, to research the molecular pathways whereby UDCA treatment might protect against carcinogenesis in Barrett’s metaplasia both in vitro and in vivo, which may be provides new therapeutic target in Barrett’s esophagus therapy.

Barrett食管(BE)是食管腺癌的癌前病变。胃食管反流中的脱氧胆酸(DCA)可激活BE上皮的氧化应激反应，导致DNA损伤，是BE恶性转化的关键因素。前期研究中我们给予BE患者口服熊去氧胆酸(UDCA)治疗后行DCA滴注发现:UDCA可减轻DCA引起的Barrett上皮DNA损伤；进而在BE细胞观察到：UDCA预处理可抑制DCA诱导的ROS产生,防止DNA损伤；并且UDCA可促进受Nrf2调节的抗氧化剂GPX1和catalase表达。因此提出： UDCA通过激活Nrf2通路抑制BE上皮中损伤因素导致的氧化应激反应，对BE起化学保护。本项目将扩大临床样本量明确UDCA对BE的治疗效果，随访UDCA对BE恶性转化的预防作用；进一步采用慢病毒小分子干扰、CometAssay等技术，阐明UDCA通过激活Nrf2通路预防DCA对BE细胞损伤的具体机制，为UDCA作为BE治疗及食管腺癌预防提供依据。

项目的背景：.Barrett食管(BE)是食管腺癌的癌前病变，质子泵抑制剂（PPI）是目前防治BE及食管腺癌的首选措施。长期PPI治疗可能导致反流物中胆酸比例失衡，造成对黏膜损伤严重的脱氧胆酸(DCA)增加。DCA可激活氧化应激反应，增加活性氧(ROS)的生成，对DNA 造成氧化破坏，因此DCA可能是BE恶性转化的关键因素。本研究拟明确DCA在BE恶性转化中的作用，并探讨熊去氧胆酸（UDCA）在预防BE中的作用。.主要研究内容、重要结果、关键数据：.我们给BE患者口服熊去氧胆酸(UDCA)治疗后行DCA滴注发现:UDCA可减轻DCA引起的BE上皮DNA损伤；在BE良性永生化BarT细胞试验发现：UDCA对DCA 刺激导致的DNA 损伤有保护作用，还可消除DCA刺激导致的细胞内ROS的产生， UDCA可促进受Nrf2调节的抗氧化剂GPX1和catalase表达。提示UDCA通过激活Nrf2通路抑制BE上皮中损伤因素导致的氧化应激反应，对BE起化学保护。但在另一BE永生化Bar10T细胞株及原代培养的BE食管上皮NES-B10T细胞中的验证结果并不理想，目前正寻找原因并重复试验。由于食管下段血管丰富，管壁较薄，活检时存在出血隐患。故出于安全性考虑调整计划，从我院生物资源库中收集BE蜡块标本，对相关指标进行免疫组化，目前研究正在进行。我们纳入GERD患者的同时，对其临床情况进行分析，结合其发病的生理机制，试图寻找与发病相关的分子因素，指导GERD个体化治疗，并发表相关学术论文4篇。研究过程中，我们发现BE及食管炎（RE）患者的食管上皮细胞在脂多糖（LPS)刺激下，炎性因子IL-18及IL-1β分泌明显增加，LPS还可激活TLR4/NF-κb通路上调炎症因子前体，这与炎症体被激活释放炎症因子相关。下一步我们将收集临床BE及RE患者活检标本、构建相应细胞与动物模型，进一步肯定LPS通过激活NF-κB/TLR4通路与炎症体导致BE及RE发生的现象并阐明其机制。.科学意义：. BE是食管腺癌的癌前病变，其发病率的快速增长并未因为PPI的广泛使用而受到抑制，提示酸不是导致BE和腺癌的唯一因素。因此深入探讨BE的发病过程，寻找酸反流以外的新机制，对于制定适合中国BE及食管腺癌患者的防治策略具有重大意义。