基于PPAR-γ/AMPK/ACC信号通路探讨n-3多不饱和脂肪酸通过调节T细胞转化治疗克罗恩病的作用及机制研究

Effect and mechanisms of dietary fatty acid in the treatment of Crohn's disease (CD) remain unclear. Our previous published studies had confirmed that ①promoting the transformation of Th17 into Treg was a new therapeutic target for CD; ② dietary n-3 polyunsaturated fatty acid (n-3PUFA) exert protective effect in CD rats by restoring the imbalanced transformation of Th17/Treg and enhancing PPAR-γ expression. Our recently published research confirmed that PPAR-γ/AMPK/ACC was the key signal pathway of fatty acid metabolism and maintenance of immune balance. Our unpublished preliminary results suggested that n-3PUFA intervention might cause changes in the expression of PPAR-γ / AMPK/ACC signaling pathway. Besides, changes in PPAR-γ/AMPK/ACC signaling pathway was closely linked to the transformation of Th17/Treg. Based on above, our scientific hypothesis is: n-3PUFA ameliorates CD by promoting the transformation of Th17 into Treg based on PPAR-γ/AMPK/ACC signaling pathway. In this study, T lymphocyte transformation was taken as the starting point, while CD rat models induced by TNBS and CD4+T cells extracted from colon lamina propria were used. We aim to verify the above hypothesis in-depth from animal, tissue and cell levels, clarify the role and mechanisms of n-3PUFA in the treatment of CD, and to provide an effective and low-toxic side effect therapeutic drug for CD.

脂肪酸饮食治疗克罗恩病（CD）的作用及机制尚不明确。申请者以往研究证实①促进Th17向Treg转化是治疗CD的靶点;②n-3多不饱和脂肪酸（n-3PUFA）纠正Th17/Treg转化失衡，促进PPAR-γ表达对CD大鼠动物模型有治疗作用。申请人新近研究证实PPAR-γ/AMPK/ACC是脂肪酸代谢及维持免疫平衡的关键信号通路。预实验结果发现n-3PUFA可调节结肠黏膜组织PPAR-γ/AMPK/ACC信号通路的表达，而且该通路表达变化与Th17/Treg转化密切相关。据此提出科学假说：n-3PUFA通过调节PPAR-γ/AMPK/ACC信号通路促进Th17向Treg转化从而治疗CD。本项目以T淋巴细胞转化为切入点，采用TNBS诱导的实验性结肠炎大鼠模型以及培养结肠固有层的CD4+T细胞，从动物、组织、细胞三个层次验证假说，为寻求有效且低毒副作用的CD治疗用药提供新的理论和药物新靶点。

克罗恩病（Crohn’s disease，CD）缺乏有效的治疗手段。饮食被认为是潜在有效的治疗药物，而且具有低毒副作用的优点。但是其治疗分子机制不明，限制其广泛应用。本项目拟通过体内、体外实验，从组织、细胞、动物三个层面验证 n-3PUFA治疗CD的分子机制。我们在三年的研究过程中，顺利构建并且验证CD的动物模型，从动物实验中得出n-3PUFA有利于下调动物模型的炎性指标，改善大鼠结肠组织学损伤指数，大鼠结肠组织学损伤指数以及大鼠疾病活动指数评分。证明了n-3PUFA饮食对CD大鼠模型有治疗作用。我们进一步在动物模型中发现n-3PUFA饮食可以调节T细胞转化，促进Th17向Treg转化，从而纠正免疫失衡，而且与PPAR-γ/AMPK/ACC 信号通路密切相关。紧接着在细胞模型中，通过抑制或阻断PPAR-γ/AMPK/ACC信号通路，证实n-3PUFA通过激动PPAR-γ，进而激动 AMPK，抑制 ACC来调节T细胞转化。这是n-3PUFA治疗CD的作用机制。本项目实验结果揭示了脂肪酸饮食、PPAR-γ/AMPK/ACC 信号通路、Th17/Treg 转化失衡三者之间的密切联系，而且从免疫紊乱方向阐述了n-3PUFA治疗CD的作用机制。项目研究目标基本完成。另外，在此项目基金支持下，项目主持人围绕CD的精准治疗方向做了大量研究工作。我们建立克罗恩病患者的临床电子数据库，成功构建进展型CD患者的预测模型，并且可以高效率预测克罗恩病患者诊断一年内的手术率。生物制剂的优化治疗是目前炎症性肠病领域的焦点。我们回顾性分析了乌司奴单抗对难治性CD的疗效，并且明确“量效关系”，首次发表国人的使用乌司奴单抗治疗CD的真实世界数据。再者，我们开展了关于要素饮食，CD与肠道微生态菌群的探索研究，结果显示，CD患者的微生物群以产生短链脂肪酸的细菌减少和机会致病菌志贺菌增多为特征。肠道菌群的差异具有作为CD诊断标志物的卓越能力，也是我们将来探索n-3PUFA饮食治疗CD的未来方向。总之，在国青基金的资助与支持下，我们共发表SCI论著6篇，中文核心期刊论著2篇。其中有2篇SCI论著发表在5分以上杂志，最高影响因子为8.786。超额度完成原计划目标。