昼夜节律紊乱致内脏高敏感性的机制研究及利福昔明干预效果初探

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研究背景及目的:人体内大多数生理过程都表现出生物节律,如睡眠-清醒周期、激素分泌、体温调节等。昼夜节律是一种普遍的生物节律,临床研究发现倒夜班人群IBS患病率较高,该现象提示昼夜节律紊乱参与了IBS的发生发展,而IBS的病理生理学变化常涉及内脏敏感性改变,因此本研究旨在探索昼夜节律紊乱致内脏高敏感性的机制。利福昔明作为一种肠道选择性抗生素,近年来在治疗IBS中的作用备受关注,本研究同时探究利福昔明对该病理过程的干预效果。方法:(1)将8周龄C57BL6J雄鼠随机分为正常节律组(NN)和节律紊乱组(PN),每组又按授时因子分为5个时间点:ZT0、ZT6、ZT12、ZT18、ZT24。采用结直肠扩张-腹壁回撤反射评分(CRD-AWR)及结肠平滑肌条对乙酰胆碱的反应性评估内脏敏感性,HE染色评估肠道组织病理学评分,Ussing chamber技术检测肠道黏膜跨上皮电阻(TEER)及通透性,Western blot检测肠道黏膜紧密连接蛋白表达。(2)昼夜节律紊乱小鼠造模最后一周给予利福昔明250mg/kg灌胃,实验分为正常节律组(NN)、节律紊乱组(PN)和节律紊乱+利福昔明组(PR),PCR检测肠道炎症因子表达,Ussing Chamber技术检测小鼠肠道黏膜跨上皮电阻值及通透性,肌条实验反应内脏敏感性。(3)免疫荧光技术检测利福昔明治疗后IBS病人肠道黏膜紧密连接蛋白表达;体外给予LPS刺激人结肠癌上皮细胞Caco2细胞株,再给予利福昔明100μg/m L治疗,免疫荧光及PCR检测紧密连接蛋白表达量的改变。结果:(1)昼夜节律紊乱小鼠表现出内脏高敏感:1)节律紊乱组小鼠AWR评分增高,2)节律紊乱小鼠疼痛阈值降低3)节律紊乱小鼠体外平滑肌条对乙酰胆碱反应性增高。(2)昼夜节律紊乱小鼠结肠炎症因子表达升高,通透性增加:1)PN组IL-17α、IL-1β、IL-6表达较NN组增高(P<0.05)2)PN组Claudin1和Occludin表达较NN组下降(P<0.05)3)PN组TEER下降,FD4渗透性增加(P<0.05)。相关性分析结果显示,疼痛阈值与肠道炎症因子IL-17α、IL-1β、IL-6成负相关,与肠道TEER成正相关,与FD4渗透性成负相关。(3)昼夜节律紊乱影响结肠生物钟基因的表达:ZT12时间点之前,PN组肠道Bmal1和Clock基因表达较NN组有降低趋势,Pers基因表达较NN组有增加趋势,ZT6时间点之后,PN组Crys基因表达较NN组有增加趋势。(4)利福昔明改善昼夜节律紊乱所致的内脏高敏感性、肠道炎症:与PN组相比,PR组结肠肌条对Ach反应性降低;PR组IL-17α、IL-1β、IL-6表达显著减少(P<0.05)。(5)利福昔明改善肠道屏障功能:与PN组相比,PR组TEER增加,FD4渗透性降低(P<0.05);免疫荧光结果显示,与IBS病人相比,使用利福昔明治疗的IBS病人肠道黏膜Occludin、ZO-1表达相对增加。(6)体外细胞实验提示利福昔明能够增加肠上皮细胞紧密连接蛋白表达:LPS刺激Caco2细胞后,TEER下降,免疫荧光及PCR结果显示细胞间紧密连接蛋白表达下降;用利福昔明干预后,TEER增加,细胞间紧密连接蛋白表达增加。结论:昼夜节律紊乱可产生与IBS病理生理相似的内脏高敏感,且内脏敏感性增高与肠道产生低度炎症及肠道黏膜通透性增加有关,利福昔明可以改善昼夜节律紊乱导致内脏高敏感,这可能与其抗炎及恢复肠道上皮屏障功能有关。
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