肠道微生物结构和功能基因多样性与肝脏疾病相关性研究

The study of human microbes, especially intestinal microbes and human diseases is one of the hot spots in recent years. Intestinal microbes have been studied in obesity, diabetes mellitus, cardiovascular and cerebrovascular diseases and autoimmune diseases. There is a relationship intestinal microbes and liver cirrhosis, but the research of diversity of intestinal microbial structure and functional gene and liver disease has not been reported, especially research with liver cancer is still blank. Gansu Province is a high incidence of hepatitis B, is twice that of national average incidence, liver cirrhosis and liver cancer has become a high incidence in the west, looking for new treatment is very urgent. Therefore, from the perspective of intestinal microbes, this project intends to study the intestinal microbial structure and functional gene of liver disease patients by using the genomics and animal model, combined with PCR and ELISA , researching intestinal immune factors GM-CSF and NLRP3 and its influencing factors, combined with clinical indicators, to explore the relationships of immune factors and intestinal microbial diversity of structure and functional gene and liver disease. It will provide a scientific basis for prevention and treatment of hepatitis, liver cirrhosis and liver cancer.

人体微生物，特别是肠道微生物与人类疾病关系的研究是近年来热点之一，肠道微生物在肥胖、糖尿病、心脑血管疾病和自身免疫性疾病等方面研究，取得了重要进展，并已证实肠道微生物与肝硬化存在着一定的关系，但肠道微生物结构和功能基因多样性与肝脏疾病的研究尚未见报道，尤其是与肝癌相关性研究，目前仍是空白。甘肃省属于乙型肝炎高发地区，是全国平均发病率的近2倍，目前乙型肝炎、肝硬化及肝癌已成为西部高发疾病，寻找新的治疗方式十分紧迫。因此，本项目拟从肠道微生物角度出发，以健康人、肝脏疾病患者为研究对象，通过构建动物模型，运用宏基因组学，结合PCR及ELISA方法，研究肝脏疾病患者肠道微生物结构和功能基因多样性，肠道免疫因子GM-CSF和NLRP3的变化特征及其影响因素，结合临床指标，探讨肠道微生物结构和功能基因多样性及免疫因子与肝脏疾病关系，为肝炎、肝硬化及肝癌的预防和治疗提供科学依据。

人体肠道为微生物提供了良好的栖息环境，肠道微生物在人体中发挥重要作用，其研究是微生物生态学的热点问题。肝脏是人类的重要器官，肝脏中四分之三的血供来自于肠道的回流血，其中包含有肠道中的细菌产物、环境毒素和食物抗原等，因此肠道微生物在肝脏疾病发生中扮演着极其重要的角色。肠道菌群通过新陈代谢和免疫调控对人体健康至关重要。肝细胞癌（Hepatocellularcarcinoma，HCC）目前在中国已成为严重的公共卫生问题。尽管肝脏通过门静脉暴露于肠道微生物中，但人们对肠道菌群在HCC中的作用知之甚少。研究发现，粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（Granulocyte-macrophagecolony-stimulatingfactor，GM-CSF）是一种重要的免疫细胞因子，具有抗炎，促进免疫稳态等作用，其对肠道免疫稳态的维持也至关重要。然而免疫因子GM-CSF是否与HCC发生相关？GM-CSF又是如何影响肠道微生物群落结构及代谢特征？GM-CSF、肠道微生物与HCC关系及其作用机理是什么？至今仍不清楚。因此探索肠道微生物及免疫因子GM-CSF在HCC中的作用及机制，对HCC的防治具有重要意义。本研究运用高通量测序技术针对肝癌患者肠道微生物群落结构及功能特征开展研究，结合肝癌患者临床生理指标及粪便理化特性，分析肝癌患者、肝硬化患者和健康群肠道微生物群落结构、功能特征；通过代谢组学研究肝癌和健康人肠道微生物与代谢产物关系，揭示肠道微生物与肝癌发生关系；通过慢病毒载体转染技术，构建GM-CSF过表达的HCC裸鼠，模拟HCC发病过程，通过16SrRNA绝对定量技术及代谢组学方法对HCC肠道微生物群落结构和代谢特征进行研究，同时结合HCC细胞模型、组织切片和PCR技术，深入探索肠道微生物群落结构及免疫因子GM-CSF和HCC的关系。从生态学视角，为肝癌的防治提供了科学依据！