syncytin1在先天性巨结肠发病中的作用机制研究

Hirschsprung's disease is the major disorder of digestive tract in children. The precise pathological feature is the absence of ganglion cells in myenteric and submucosal ganglias.There are several genes associated with the development of Hirschsprung's disease.Syncytin1 is a human endogenous retrovirus family envelope gene and carries out several functions which can be divided into fusogenic and non-fusogenic function. The non-fusogenic functionsof syncytin1 include proliferation, anti-apoptosis, and immune response. In prevous study we found that syncytin1 expressed in Hirschsprung's disease. Study the temporospatial patterns of syncytin1 in Hirschsprung's disease will be helpful for investigating the role of syncytin1 in Hirschsprung's disease. Further verify if syncytin1 is associated with the proliferation and differentiation of gut neural crest stem cell. Investigating the role of syncytin1 in enteric nervous system is significant for pathofenesis of the disorders associated with enteric nervous system.

先天性巨结肠是小儿常见消化道畸形之一，主要病理特征为肌间神经丛和粘膜下神经丛的节细胞缺如，目前发现多种基因表达异常与先天性巨结肠相关。Syncytin1属于逆转录病毒家族的成员之一，具有多种功能，分为融合功能和非融合功能，其中非融合功能包括：促细胞增殖、抗凋亡、免疫功能等。前期的研究结果表明syncytin1表达于先天性巨结肠患儿的肠神经系统中，研究syncytin1在先天性巨结肠患儿中的时空分别，有助于明确syncytin1与先天性巨结肠发病的关系。通过体外进一步研究syncytin1与肠神经嵴干细胞生长和分化的关系，探索syncytin1在肠神经系统中的作用，将有助于完善肠神经系统相关疾病的发病机制。

先天性巨结肠（Hirschsprung’s disease, HD）的病理特征为肌间神经丛和粘膜下神经丛的节细胞缺如，多个信号通路与其发病机制相关，然而，导致肠神经节细胞缺失的具体机制仍未完全阐明。syncytin-1属于逆转录病毒家族，参与了神经退行性疾病的发病，在肠神经系统中的作用尚不明确。本研究发现syncytin-1表达于HD的病变肠管中，扩张段表达最高，并与肠神经嵴干细胞标志物p75的表达呈正相关。构建慢病毒syncyin-1载体转染肠神经嵴干细胞，结果显示肠神经嵴干细胞的分化、增殖和凋亡无明显变化，该结果通过SH-SY5Y细胞系进一步证实。应用H2O2处理SH-SY5Y细胞系后细胞发生caspase依赖性和非caspase依赖性-Calpain1-AIF凋亡通路的激活，导致细胞凋亡的发生。转染syncytin-1以后，Calpain1-AIF凋亡通路被抑制，提示syncytin-1在肠神经系统中可能起到了抗凋亡作用。HD肠管中分析Calpain1-AIF凋亡通路，发现该凋亡通路被激活，提示Calpain1-AIF凋亡通路可能参与了肠神经节细胞缺失的过程。Calpain1作为凋亡和细胞自噬的连接因子，我们对Calpain1与自噬蛋白Atg5的表达相关性进行了分析，发现Calpain1与Atg5在狭窄段与移行段表达呈负相关。电镜结果显示细胞自噬存在于HD的狭窄段和移行段，且细胞自噬相关基因Beclin1和LC3的表达与电镜结果一致，因此，我们推测细胞自噬可能也参与了肠神经系统的形成过程。应用自噬诱导剂诱导肠神经嵴干细胞/前体细胞可以增加细胞的分化，而抑制剂可以使细胞分化减少。该结果进一步提示细胞自噬参与了肠神经系统的形成过程。通过通路分析我们发现引起Calpain1变化的始动基因可能为RET，因此，我们对Calpain1的上游通路进行了相关探索。实验结果提示miR-124-5p可以通过Yap1调控RET的表达，进而影响Calpain1，使细胞发生自噬/凋亡，参与肠神经系统的形成过程。此外，我们还检测了HD患儿血清中的免疫因子，发现患儿血清中的ENA-78等多个免疫因子异常，为探索免疫因素与上述通路的关系提供了理论基础。除上述信号通路分析外，我们还对肛门直肠测压的HD患儿数据进行了总结，并分析了特殊波形，为后续动物实验开展相关检测提供了基础。