肠道粘蛋白分子不同O型糖基化调节病原体与肠粘液屏障作用的分子机制研究

肠粘液屏障的疏松层含大量细菌，而致密层内无菌，粘液层富含高度O-型糖链的粘蛋白。揭示肠道致病菌粘附、通过粘液层的机制是理解及调节肠粘液屏障的前提。目前粘蛋白的O-型糖链参与粘液屏障与肠道致病菌作用的机制不清。我们推测：粘蛋白分子不同类型的O-型糖链，O-型糖链的延长及其O-型糖链末端的唾液酸加帽参与肠粘液屏障，是肠粘液屏障与肠道病原体的相互作用的分子靶位。本课题拟对能形成粘液层的HT29-MAX细胞的O-型糖链的始动、延长及其末端唾液酸加帽进行干预，致HT29-MAX细胞粘液层内粘蛋白的O-型糖链合成为不同类型及其不同阶段，探讨其与致病性大肠杆菌和空肠弯曲菌在粘液层的粘附、穿透及其引起上皮炎症之间的关系，同时研究不同类型O-型糖链合成障碍的HT29-MAX细胞的上皮屏障功能的改变。本申请课题的研究通过揭示肠粘液屏障内粘蛋白的O-型糖链参与粘液屏障的分子机制，为临床肠道炎症治疗提供新的靶点。

肠黏液屏障作为机体抵御外界损害的天然屏障，其粘液主要由黏蛋白组成，而黏蛋白中绝大部分分子质量是由O-型糖链(少量N-型糖链)组成，因此黏蛋白中的O-型糖链与其功能密切相关。目前粘蛋白的O-型糖链参与细胞生物学行为和粘液屏障与肠道致病菌作用的机制不清。我们通过benzyl-α-GalNAc 抑制O-型糖链的合成来探讨其参与大肠杆菌（EPEC和EHEC O157:H7）对肠上皮细胞粘附和侵袭的影响；对O-型糖链合成酶（C2GnT-2）用RNA干扰技术抑制其表达，进而探讨其参与大肠杆菌（EPEC和EHEC O157:H7）对肠上皮细胞粘附和侵袭的分子机制和生物学行为改变的影响；对O-型糖链合成酶（Core 3合酶）用慢病毒技术过表达，进而探讨其其参与大肠杆菌（EPEC和EHEC O157:H7）对肠上皮细胞粘附的分子机制和生物学行为改变的影响。通过研究发现：1）黏蛋白O-型糖链形成障碍的结肠腺上皮细胞抑制肠道致病菌(EPEC、EHEC O157：H7）粘附；2) 黏蛋白O-型糖链形成障碍的结肠腺上皮细胞对肠道致病菌(EPEC、EHEC O157：H7）易感；3) 黏蛋白Core 2 O-型糖链形成障碍的结肠腺上皮细胞导致肠道致病菌(EPEC、EHEC O157：H7）粘附减少，侵袭增加；4) 黏蛋白Core 2 O-型糖链形成障碍的结肠腺上皮细胞导致肠道致病菌(EPEC、EHEC O157：H7）对肠道致病菌(EPEC、EHEC O157：H7）易感。 5）干扰肠上皮细胞Core 2 O-型糖链的合成，TEER值无差异，而在细菌作用下导致TEER值下降更明显。6) 干扰肠上皮细胞Core 2 O-型糖链的合成导致Occludin在细菌作用下，出现颗粒样聚集，并在细胞膜的表达出现不连续性，即断裂现象；7）干扰肠上皮细胞C2GnT-2的合成导致其生长、迁移、侵袭能力均增加；8）Core 3合酶在结肠癌细胞系(HT-29和LS174T)过表达导致其迁移、侵袭、增殖、裸鼠成瘤均降低；本课题的研究揭示了肠粘蛋白O-型糖链参与肠道致病菌粘附和侵袭的分子机制，并揭示了肠粘蛋白O-型糖链对肿瘤进程的影响，为临床肠道炎症和肿瘤的治疗提供新的靶点。