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背景:炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一种以慢性复发性肠道炎症为特征的疾病,主要包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)和克罗恩病(Cronh’sdisease,CD)。虽然IBD的发病机制尚不完全明确,但肠道菌群与IBD关系密切已成为共识;其中普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii,F.prausnitzii)这种益生菌的减少是肠道菌群紊乱的重要特征之一。研究发现普拉梭菌上清液可通过减少T辅助细胞17(T helper 17 cells,Th17)和促进调节性T(regulatory T,Treg)细胞发挥抗炎作用,然而上清液中的抗炎物质和作用机制并不清楚。方法:使用D101型大孔树脂对普拉梭菌上清液进行初步分离,分别建立Th17和Treg细胞体外分化模型对不同组分抗炎效果进行评估;对抗炎组分使用气相色谱质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)鉴定其中的成分。分别使用T细胞体外分化模型和2,4,6-三硝基苯磺酸(2,4,6-trinitro benzene sulfonic acid,TNBS)诱导结肠炎大鼠模型,通过流式细胞学检测T细胞比例、酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测培养上清或大鼠血浆细胞因子水平,从而对鉴定出的有效成分进行体外体内抗炎效果的验证。使用免疫荧光检测正常和炎症大鼠肠道组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase,HDAC)的表达,免疫组化检测正常人和IBD患者肠道HDAC1的表达。向Jurkat细胞株中转染HDAC1质粒,通过蛋白质免疫印迹实验(western blot)对细胞中蛋白水平进行了检测,再次使用Th17和Treg细胞体外分化模型,加入HDAC抑制剂,western blot检测细胞中蛋白水平。最后使用葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium,DSS)诱导结肠炎小鼠模型,检测小鼠体重改变、结肠长度、病理学评分和Th17/Treg细胞比例,对有效成分的抗炎机制进行验证。结果:1.建立了一种普拉梭菌上清液分离方法,将普拉梭菌上清液按极性大小分离为五个组分。2.建立并改良了 Th17和Treg细胞体外分化模型,发现普拉梭菌上清液极性最大的组分能够抑制Th17细胞体外分化和白细胞介素(interleukin,IL)-17A的分泌,促进Treg细胞分化。3.GC-MS鉴定出该抗炎组分中含有丁酸。体外实验发现该抗炎组分与该组分中含量相等的丁酸钠都能在体外抑制Th17细胞分化和IL-17A、IL-6分泌,促进 Treg 细胞分化和转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)分泌,且抗炎程度相似。体内实验发现上清液与丁酸钠都能抑制TNBS诱导结肠炎大鼠体内Th17分化细胞和IL-17A、IL-6分泌,促进Treg细胞分化和TGF-β分泌,且抗炎程度相似。4.检测大鼠肠道发现HDAC1差异性表达。IBD患者中也存在HDAC1高表达。5.过表达Jurkat细胞中的HDAC1能促进IL-6/信号转导和转录激活因子(signal transducer and activator of transcription,STAT)3/IL-17 通路相关蛋白水平,降低TGF-β水平。抑制Th17细胞体外分化条件下T细胞中的HDAC1可以抑制IL-6/STAT3/IL-17通路相关蛋白水平。抑制Treg体外分化条件下T细胞中的HDAC1可以促进叉头状转录因子蛋白3(Forkhead box protein3,Foxp3)水平。6.最后,动物实验证实,丁酸和HDAC1特异性抑制剂均能改善DSS诱导结肠炎小鼠临床症状和组织病理学特征,降低Th17/Treg细胞比例。结论:普拉梭菌通过分泌丁酸,抑制HDAC1来促进Foxp3并阻断IL-6/STAT3/IL-17信号通路,从而促进Treg抑制Th17细胞,发挥缓解IBD结肠炎症作用。本研究为其他益生菌有效物质纯化实验及机制研究提供了实验依据,为包括普拉梭菌在内的分泌丁酸的益生菌的临床应用提供了依据。靶向丁酸-HDAC1-T细胞轴为治疗包括IBD在内的其他炎性疾病提供了新思路。