胸腺肽β4在肥大细胞和肠易激综合征发病机制中的作用及治疗尝试

Irritable bowel syndrome(IBS) is a neuroimme disease with high incidence and heavily affects the life quality of the patients. However, the mechanism of IBS is not yet clear. Mast cells is thought to be the key point linking both immune and nervous systems, and shows significant relationship with the symptoms of IBS. In our previous study, thymosin β4(Tβ4) expressed much higher in mast cells (IMMC) and epithelial cells of intestinal mucosa (IMEC) in IBS patients and maternal separated rats than those cells in the health controls. Moreover, the protein profiles of the mast cells also changed following the stimulation of Tβ4, especially the proteins related with cell proliferation, cell cycle, secretion and Rho GTPase pathways. Those data imply an important role of Tβ4 in regulation of mast cells and the pathogenesis of IBS. Further, we wish to mast cell-specifically knockdown Tβ4 (Tβ4shrMCP-4) with shRNA through AAV(adeno-associated virus) to understand the effect of Tβ4 on the functions and activation threshold of mast cells, and if Rho GTPase pathway mediated those actions. With a coculture model of Tβ4shrMCP-4 mast cells and IMEC, it will discover the performance of Tβ4 in IMEC response to the interaction of IMMC. In addition, to explore the behavior of Tβ4 in IBS pathogenesis and the formation of the symptoms, Tβ4shrMCP-4 will be injected into the colon of maternal separated rats. Those research will pave a new road to IBS therapy.

肠易激综合征（IBS）发病率高，严重影响患者生活，但其发病机制尚不明确，缺乏良好治疗手段。肥大细胞（MC）与IBS临床症状的形成密切相关。胸腺肽β4（Tβ4）具有调节MC增殖、脱粒及活性介质释放能力。我们的前期研究也显示，Tβ4可影响MC增殖、细胞周期、分泌相关蛋白表达，并可能依赖Rho通路，且IBS病人和母婴分离大鼠肠粘膜MC和肠粘膜上皮细胞Tβ4表达增强，以Tβ4的螯合蛋白可部分缓解IBS的临床症状，提示Tβ4可能在IBS的形成中具有重要作用。我们拟通过特异性敲低肥大细胞Tβ4（Tβ4shrMCP-4），进一步研究Tβ4对MC的功能和活化阈值的影响及对Rho的依赖性，以及Tβ4对MC与肠粘膜上皮细胞相互作用及细胞功能的影响。又，以Tβ4shrMCP-4 AAV体内特异性敲低母婴分离大鼠肠粘膜肥大细胞Tβ4，探索Tβ4在IBS发病机制中的作用和治疗尝试，为发展新的IBS治疗方法奠定基础。

肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS)是一种以内脏高敏反应并伴随排便习惯改变的功能性肠病，但目前还不清楚IBS的病因和发病机制，更缺乏客观的诊断指标和有效的治疗手段。我们的研究显示，无论是IBS患者和IBS大鼠模型肠粘膜的胸腺肽β4 (thymosinβ4, Tβ4)表达增加，尤其是肠粘膜中的肥大细胞的Tβ4水平显著增加。体外实验表明，Tβ4可使正常肠上皮细胞通透性增加，紧密连接蛋白ZO-1、ocludin以及维持细胞间连接稳定性的PAR-2表达水平均降低，并呈剂量依赖性。同时，Tβ4还促进神经元细胞表达增殖或再生相关分子PGP9.5和GAP43，并呈剂量依赖性，说明Tβ4可促进神经纤维增多。与内脏高敏反应密切相关的神经递质P物质（Substance P, SP）则可促进肥大细胞分泌Tβ4，并特异性地依赖于G(i)蛋白，但不影响Tβ4的表达水平。抗过敏剂、PKC抑制剂佛波酯、钙离子载体A23187均不能阻断或影响Tβ4的分泌，说明不同于肥大细胞分泌炎性介质的分泌途径，Tβ4的分泌不依赖于脱颗粒以及PKC通路和钙离子。进一步研究表明，Tβ4可使肥大细胞致敏并发生趋化作用，并呈剂量依赖性，在4 pM时达到峰值；并且通过特异性干扰Tβ4的表达，发现肥大细胞的趋化作用依赖于Tβ4。通过对大鼠正常婴儿或经过母婴分离的大鼠婴儿分别注射腹腔注射3 mg/Kg体重的Tβ4，发现Tβ4单独用药组诱导肠粘膜肥大细胞数量、TRPV1和VIP的表达、粘膜神经纤维标志物NSE、神经元增殖相关分子PGP9.5和GAP43、内脏高敏反应均显著高于母婴分离大鼠，这充分说明Tβ4可独立诱导IBS形成。在此基础上，我们发现IBS患者肠液Tβ4水平显著高于结肠炎患者，而IBS大鼠血清的Tβ4是正常对照的2.39倍。说明Tβ4可能是IBS潜在标志物。通过以上研究表明，肥大细胞分泌Tβ4及其对IBS形成的重要作用，并可能由Tβ4介导神经-肥大细胞作用环，即应激反应使神经细胞分泌SP等神经递质，使肥大细胞分泌Tβ4，并募集肥大细胞，促进神经纤维的增殖，进一步释放神经递质，形成恶性循环机制。而且，Tβ4可能在IBS动物模型、诊断和治疗中发挥重要作用。