新生小鼠呼吸道和消化道菌群定植对免疫耐受形成和哮喘发生的影响及机制研究

增强免疫耐受功能被认为是控制哮喘发病和流行的有效途径。卫生假说揭示了致病菌感染和肠道微生物定植对免疫耐受形成和哮喘发生的影响，但忽略了新生儿期呼吸道菌群定植的作用，因而我们提出多系统菌群剥夺假说。本研究模拟现代生活造成的新生儿时期微生物缺乏环境建造小鼠模型，利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱、变性梯度凝胶电泳、实时定量PCR等方法比较不同环境下新生鼠呼吸道和消化道菌群组成和数量的区别，免疫耐受形成状况的差异以及对呼吸道变应原敏感性的差别，探明新生小鼠呼吸道与消化道菌群定植的不同与其对变应原的敏感性的关系及初步机制，寻找其中起主要作用的种属及成分，比对寻找人源性种属及成分，筛选最佳调节效果的组合和作用方式，并验证它们促进免疫耐受发育和降低变应原的敏感性的功能，从而为寻求更好的加强呼吸道免疫耐受的方法打开思路，为研发安全、高效防治哮喘的免疫调节剂奠定基础。

本研究以SPF（非特定病原菌）和抗生素干预鼠为模型模拟现代工业社会菌群初级演替变化，研究新生鼠菌群变化对免疫耐受功能和哮喘发生的影响。按照研究计划，初步证明了不同环境造成新生鼠呼吸道和消化道菌群不同，从而影响了免疫耐受的形成和对变应原敏感性的关系。研究为研发增强免疫耐受，降低对变应原敏感性的免疫调节剂奠定了基础，达到了预先的目标。已发表SCI论文1篇，核心期刊论文2篇，接收核心期刊论文1篇，在投SCI论文2篇，并以此为基础申报973计划子课题。 .研究模拟现代生活造成的新生儿时期微生物缺乏环境建造鼠模型，利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱、变性梯度凝胶电泳、流氏细胞仪检测等方法比较不同环境下新生鼠呼吸道和消化道菌群组成区别，免疫耐受形成状况的差异以及对呼吸道变应原敏感性的差别，证实了SPF鼠消化道、呼吸道菌群丰度均小于普通鼠，显示SPF洁净环境破坏了新生鼠消化道和呼吸道的菌群定植，可以用来模拟现代生活造成的新生儿时期所经历的微生物缺乏环境。研究还显示用抗生素干扰哺乳鼠，新生鼠的呼吸道菌群受到明显破坏，可以用来模拟现代生活滥用抗生素造成菌群失衡的环境，用来研究抗生素造成的菌群初级演替紊乱对免疫耐受形成和哮喘发生的影响。在此基础上，进一步研究证明新生鼠菌群失调导致对过敏原的敏感性上升，对其机制探索显示，呼吸道菌群失调导致使CD4+/CD8+升高， IFN-r表达下降， IL-4表达上升，使T细胞向Th2分化(Figure 2)，破坏免疫耐受形成，对哮喘发生产生影响，同时肠道菌群失调也可导致Treg细胞比例下降，IFN-r表达下降， IL-4表达上升，使T细胞偏向Th2分化，也对免疫耐受形成和哮喘发生产生影响。.本课题初步证实了呼吸道菌群失调和肠道菌群失调均可破坏免疫耐受形成，对哮喘发生产生影响，提示新生儿时期呼吸道和消化道菌群的定植对呼吸道免疫耐受的形成和哮喘的预防具有协同作用和重要意义，完善了卫生学假说的理论，提出和初步证实了更全面的多系统菌群剥夺假说，进一步揭示哮喘发生的免疫学机制，为寻求更好的加强呼吸道免疫耐受的方法打开思路，为开发防治哮喘的有效免疫调节剂奠定了基础。