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結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是世界上發(fā)病率排名第三，致死率排名第二的癌癥。雖然科學(xué)和臨床進(jìn)展發(fā)現(xiàn)了很多新的治療方案，但轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌的5 年生存率仍然很低，約為12%，因此迫切需要開發(fā)新的治療靶點(diǎn)。法尼酯X受體（farnesoid X receptor，F(xiàn)XR，NR1H4）是核受體(NR)超家族成員，被認(rèn)為是肝臟和腸道中膽汁酸(bile acids，BAs)合成和分泌的主要調(diào)控因子。FXR 在結(jié)直腸癌中普遍處于表達(dá)下調(diào)狀態(tài)，其下調(diào)勢(shì)必會(huì)阻礙膽汁酸的循環(huán)和代謝。膽汁酸是在肝臟中由膽固醇合成的類似清潔劑的兩親性分子，對(duì)腸道菌群有較大影響。人類腸道中蘊(yùn)含大量的腸道菌群，這些菌群失調(diào)后會(huì)對(duì)消化道以及遠(yuǎn)端器官的生理功能產(chǎn)生重要的作用。雖然有關(guān)腸道菌群對(duì)結(jié)直腸發(fā)生發(fā)展的影響的報(bào)道較多，但是對(duì)于腸道菌群失調(diào)的機(jī)制卻仍未闡明。
在本課題中，我們首先收集了40 對(duì)人結(jié)直腸癌及癌旁組織，通過實(shí)時(shí)定量PCR 和Western Blot 檢測(cè)了FXR 及相關(guān)基因的表達(dá)情況。為了進(jìn)一步研究FXR下調(diào)對(duì)膽汁酸代謝的影響，我們用AOM/DSS 聯(lián)合給藥，建立了WT 小鼠和Fxr-/-小鼠的結(jié)腸癌模型。應(yīng)用LC/MS-MS 和ELISA，測(cè)定了小鼠糞便中膽汁酸的濃度。接著通過16S rRNA 測(cè)序和實(shí)時(shí)定量PCR，深入了解了小鼠腸道菌群的組成和豐度的差異。我們檢測(cè)了小鼠腸腔內(nèi)分泌型免疫球蛋白A （ secreroty immunoglobulin A，sIgA）的濃度，并考查了膽汁酸和sIgA 對(duì)產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌（enterotoxigenic B. fragilis，ETBF）粘附能力以及生物膜形成能力的影響。最后在ETBF 感染的小鼠中誘導(dǎo)了結(jié)直腸癌，并通過外源性地改變小鼠消化道中膽汁酸的濃度，考查膽汁酸對(duì)產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌豐度以及對(duì)結(jié)直腸癌的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)直腸癌中核受體FXR 以及相關(guān)的膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)體均處于表達(dá)下調(diào)狀態(tài)。結(jié)直腸癌病人血清以及結(jié)直腸癌模型小鼠糞便中的膽汁酸濃度，均顯著高于對(duì)照組。通過16S rRNA 測(cè)序以及RT-qPCR 驗(yàn)證，我們發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌小鼠的腸道菌群與對(duì)照組有明顯差異，致病菌豐度升高，益生菌豐度下降，并且具有促癌作用的產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌在野生型CRC 小鼠的糞便中豐度顯著提高，這種差異在Fxr-/--CRC 小鼠中進(jìn)一步加大。而且，膽汁酸濃度可以正向調(diào)節(jié)sIgA的濃度。隨后我們觀察到，膽汁酸和sIgA 均可以對(duì)產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌的粘附能力和生物膜形成能力產(chǎn)生促進(jìn)作用。最后，在產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌感染的CRC小鼠模型中，腸腔中膽汁酸濃度越高，其sIgA 濃度、產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌豐度以及腫瘤數(shù)量都隨之增高。結(jié)直腸癌小鼠腸腔中的高膽汁酸濃度和高分泌型免疫球蛋白A 濃度是造成產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌高豐度的原因，也是Fxr-/-小鼠對(duì)結(jié)直腸癌具有較高的易感性的原因。
綜上所述，本課題研究了野生型CRC 小鼠和Fxr-/--CRC 小鼠的膽汁酸濃度和腸道菌群結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)膽汁酸濃度可以正向調(diào)控sIgA 濃度，且膽汁酸和sIgA均能促進(jìn)產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌在腸道中的定殖。本文闡明了FXR-膽汁酸-sIgA 軸調(diào)控產(chǎn)腸毒素脆弱擬桿菌豐度，使其在CRC 小鼠腸道中增加的機(jī)理，并證實(shí)其豐度增加能促進(jìn)CRC 的發(fā)展。本研究從新的角度揭示了膽汁酸和sIgA 是CRC發(fā)生發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)因素，為相關(guān)研究提供了重要線索和思路。
小鼠總膽汁酸ELISA 試劑盒 武漢默沙克生物科技有限公司
