长双岐杆菌JDM301激活Nrf2信号通路并在炎性肠病中发挥保护性作用的实验研究

The abnormal production of reactive oxygen species (ROS) plays an important role in the pathogenesis of inflammatory bowel disease (IBD), as the high level of ROS results in intestine epithelial injury. Several reports have demonstrated that probiotics has a protective effect and therapeutic action on IBD, with a possible mechanism that probiotics could scavenge the abnormal level of ROS. However, the detailed molecular mechanism still remains unclear. Nrf2 is a crucial pathway in protecting from oxidative stress by scavenging ROS. As a transcription factor, Nrf2 regulates a bunch of downstream genes including of enzymes, transporters, and most of them have functions such as anti-oxidative stress and scavenging ROS. According to our preliminary data, we have hypothesis that Bifidobacterium longum JDM301 could protect intestine from ROS-induced injury through activating Nrf2 signal pathway. Based on our hypothesis, we try to observe the role of JDM301 on IBD mice model using both Nrf2 wild-type mice and Nrf2 deficient mice. In vitro study, we are going to analyze whether JDM301 could protect intestine epithelial cells from LPS-induced injury via activating Nrf2 signal pathway. As a consequence, the molecular mechanism of JDM301 on IBD will be elucidated, namely whether Nrf2 is involved in it. It will be helpful to know more about the roles of probiotics on IBD, and supply experimental evidence to therapy.

活性氧自由基(ROS)生成增多并导致肠粘膜损伤是炎性肠病(IBD)发生发展的重要病理基础之一。研究表明，益生菌可抑制IBD的进展，具有治疗作用，其机制可能与清除ROS相关，但具体分子机制不清。Nrf2信号通路是体内重要的防御信号通路，其激活后能有效清除体内的ROS。基于前期结果，我们推测长双岐杆菌JDM301通过激活Nrf2信号通路，进而清除ROS，抑制氧化应激导致的肠粘膜损伤从而在IBD中发挥保护、治疗作用。因此，本项目试图通过观察JDM301对分别在Nrf2野生型、基因缺失型小鼠中构建的IBD模型中的治疗作用；辅以体外观察JDM301是否通过激活Nrf2信号通路，从而在脂多糖诱导肠粘膜上皮细胞的损伤过程中起到保护作用。通过上述实验，明确JDM301在IBD中发挥保护、治疗作用的分子机制，这将有助于深入了解益生菌的作用，为临床治疗IBD提供有益的实验依据。

炎性肠病(IBD)作为一种病因不明的慢性非特异性肠道炎症性疾病，多为慢性复发病程，严重影响病人生活质量，且有癌变危险。目前现有的治疗药物效果不理想，且毒副作用较大，有必要对现有的治疗方法做出改进。益生菌作为一种生物制剂，对IBD的治疗效果具有良好的辅助作用，并且没有明显毒副作用，但其具体作用机制并不明确。. 活性氧自由基(ROS)生成增多并导致肠粘膜损伤是IBD发生发展的重要病理基础之一。有研究表明，益生菌可抑制IBD的进展，具有治疗作用，其机制可能与清除ROS相关，但其中涉及的分子信号通路并不明确。Nrf2信号通路是体内重要的防御信号通路，其激活后能有效清除体内的ROS。因此我们推测，益生菌可通过激活Nrf2信号通路进而清除ROS，抑制氧化应激导致的肠粘膜损伤从而在IBD中发挥保护、治疗作用。. 本研究采用一株应用广泛的益生菌株长双歧杆菌JDM301，在体内实验中观察到JDM301对葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠结肠炎模型有明显治疗作用，并可通过激活Nrf2信号通路降低机体ROS和促炎性细胞因子转录水平；在体外实验中， JDM301可激活肠上皮细胞中的Nrf2信号通路，从而在脂多糖诱导的细胞损伤过程中起到保护作用；最后，通过实验明确JDM301通过改变Keap1的构象从而延长了Nrf2的降解时间，最终上调Nrf2信号通路活性。. 通过上述实验，明确JDM301在炎性肠病中发挥保护、治疗作用的分子机制之一是通过激活Nrf2信号通路清除体内过多的ROS，并抑制了NF-κB信号通路，降低体内促炎性细胞因子水平。本研究将有助于深入了解益生菌的作用，为临床治疗炎性肠病提供有益的实验依据。