研究背景:炎症性肠病(IBD)以慢性复发性胃肠道炎症为主要特征,包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)。IBD是一个全球性的健康问题,在所有人群中的流行率都在急剧上升。患有IBD的患者生活质量较差,患结肠炎相关性结直肠癌(CAC)的风险高出2到8倍。然而,发病机理不清导致相关药物及治疗手段进展缓慢已成为有效治疗IBD的最大阻碍。因此,全面阐明IBD发生、发展的分子机制,为加速有效治疗药物研发提供理论支持是临床亟待解决的问题。肠黏膜失衡的免疫应答是IBD发生发展的核心环节。研究证实,在IBD发病过程中巨噬细胞、树突状细胞等炎症细胞异常激活,相关的细胞因子IL-6、IL-1β、TNF-α和IL-17A等也会出现异常。而免疫抑制性细胞,如调节性T细胞(Treg)、髓系来源的抑制性细胞(MDSCs)却存在数量或功能的缺陷。因此,深入研究肠炎状态下免疫细胞的分子调控机制,是恢复肠道免疫稳态,防治IBD的关键。另外IBD中存在异常组蛋白修饰,被认为是IBD发病机制的重要组成部分。组蛋白-赖氨酸N-转甲基酶2(EZH2)是一种重要的组蛋白甲基转移酶,其主要功能是通过催化组蛋白H3第27位的赖氨酸位点发生三甲基化(形成H3K27Me3),进而沉默下游基因表达。EZH2能在多方面调节免疫应答:促进造血干细胞(HSC)自我更新,维持外周Treg、Th1、Th2、Th17、巨噬细胞等的数量及功能。EZH2活性丧失将显著损害T、B细胞发育过程,促进NK细胞前体分化发育,导致骨髓及外周组织中T、B细胞比例降低,NK细胞数量增多。新近报道显示,IBD病人结肠活检标本中EZH2表达异常。干扰组蛋白调节器的功能可能是新治疗策略开发的一个有效途径。鉴于免疫细胞在IBD发病机制中的已知作用以及EZH2参与免疫细胞发育、分化和功能,我们课题着手研究抑制EZH2甲基转移酶活性能否通过改变肠道免疫反应影响IBD进展。方法:1.研究抑制EZH2甲基转移酶活性对IBD的作用。采用DSS构建C57BL/6小鼠IBD模型,尾静脉注射EZH2甲基转移酶抑制剂GSK343,观察其对小鼠病理、肠道、及症状改变、并经ELISA检测相关炎症因子变化。2.研究抑制EZH2甲基转移酶活性对CAC形成的影响。采用AOM联合DSS诱导CAC模型,经尾静脉注射GSK343,观察肿瘤负荷和患病率等指标来评估GSK343对CAC形成的影响。3.探索抑制EZH2甲基转移酶活性对IBD肠道免疫细胞的影响。采用DSS构建C57BL/6小鼠IBD模型,然后经尾静脉注射GSK343后,使用流式细胞术比较GSK343处理组及对照组小鼠,结肠固有层(cLP)中Th17、Treg、巨噬细胞、树突状细胞、嗜酸性粒细胞和MDSC比例和数量。结果:1.抑制EZH2甲基转移酶活性能有效缓解炎症性肠病。GSK343预防性治疗可降低DSS诱导的病理和临床症状,包括体重、DAI、结肠长度和组织学评分。同时IL-6和IL-1β水平显著降低,TNF-α和IL-17a水平未受影响。而当IBD形成后再用GSK343治疗仍然可以取得显著的获益。2.抑制EZH2甲基转移酶活性可有效降低CAC的发病率和肿瘤负荷。肿瘤模型到第72天,对照组小鼠100%出现CAC,而GSK343治疗组小鼠只有50%出现CAC,并且肿瘤负荷降低。另一批小鼠观察到第84天,尽管对照组和GSK343治疗组小鼠的CAC发生率相似,但GSK343治疗组小鼠的肿瘤负荷显著降低。3.抑制EZH2甲基转移酶活性通过MDSC富集缓解肠炎。与对照组相比,GSK343治疗组的cLP中,可见Th17、Tregs、巨噬细胞、树突状细胞和嗜酸性粒细胞的比例和绝对数在cLP中均无显著差异。而MDSC比例增高,肠道原位组织检测可见Gr-1阳性细胞增多。使用特异性Gr-1抗体清除MDSCs后,可显著逆转GSK343对结肠炎的保护作用。结论:抑制EZH2甲基转移酶活性(GSK343)可预防和治疗DSS诱导的实验性IBD。同时,由于对结肠炎症的控制,CAC的发生率和肿瘤负荷有所降低。机制研究发现GSK343所致的MDSC在肠道中富集是其保护IBD的关键机制。