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肠道屏障是机体抵御外界感染的第一道防线,在宿主健康维持中发挥重要作用。潘氏细胞及其分泌的抗菌肽是肠道屏障的重要组成部分。潘氏细胞是一种位于小肠隐窝底部特化的肠道上皮细胞,向肠腔中分泌抗菌类物质,如溶菌酶和防御素等。溶菌酶是一个古老的生物酶,它可以切割细菌细胞壁中的β-1,4-糖苷键,进而起到杀菌的作用。目前对于潘氏细胞中溶菌酶的分拣过程以及小鼠肠腔中溶菌酶的生理功能还不清楚。 我们实验室之前的研究结果表明,肠道共生菌来源的胞壁酰二肽(muramyl dipeptide,MDP)通过Nod2-LRRK2-Rab2a这个轴心来调控潘氏细胞中溶菌酶的分拣。Pip2是Nod2的下游接头分子,Nod2-Rip2在NFκB信号通路中的调控作用已经研究的很清楚,但Rip2在潘氏细胞中的功能还未有研究。我们的研究发现,Rip2参与了潘氏细胞中溶菌酶的分拣。我们首先发现,潘氏细胞中表达Rip2,并且Rip2定位在致密核心囊泡(dense core vesicles,DCVs)上。与Nod2、LRRK2和Rab2a一样,Rip2在DCVs上的定位受到肠道共生菌的调控。进一步的研究发现,潘氏细胞中缺乏Rip2会导致溶菌酶的表达降低。在遗传学上,Rip2位于Nod2和LRRK2下游发挥作用。Rip2和TAK1激酶活性不参与潘氏细胞溶菌酶的分拣调控,这暗示我们发现的非经典的Nod2-LRK2-Rip2-Rab2a独立于经典的Nod2-Rip2-NFκB通路,是一个全新的信号通路。Nod2、LRRK2和Rip2都是IBD的易感基因,而它们都参与了潘氏细胞溶菌酶分拣调控,这暗示潘氏细胞正常的生理功能在肠炎发生和肠道稳态维持中的重要作用。 我们对Lyz1的生理功能进行了系统的探究。首先,对Lyz1在肠腔黏膜免疫抗体产生中的研究发现,Lyz1-/-小鼠肠腔黏膜免疫HSA-IgG的产生水平显著降低,TFH细胞和浆母B细胞反应水平也降低。Lyz1-/-小鼠血清中MDP的水平显著降低,同时给Lyz1-/-小鼠回补MDP后,能恢复HSA-IgG的产生水平,但将Lyz1-/-小鼠和WT小鼠共培养后却不能恢复这种抗体的产生能力。这暗示溶菌酶对抗体产生的调控依赖于血清中MDP的水平,而不依赖于肠道共生菌的组成。其次,对Lyz1在肠道稳态、宿主防御和自身免疫中的作用进行了探究。我们发现肠腔中溶菌酶的缺失增加了小鼠对DSS诱导结肠炎的敏感性。Lyz1的缺失不影响肠道的通透性但会造成杯状细胞数目的减少。Lyz1-/-小鼠对沙门氏菌和李斯特菌的抗感染能力显著下降。Lyz1-/-小鼠能缓解实验性过敏型脑脊髓炎(experimental allergic encephalomyelitis;EAE)的发生。进一步的研究发现,溶菌酶对EAE发生的影响依赖于肠道共生菌的组成。我们目前的结果表明,溶菌酶主要通过调控血清中MDP的水平和肠道共生菌组成进而发挥生理调控作用。溶菌酶不仅在肠腔局部发挥宿主防御作用并调控抗体产生,同时影响系统性自身免疫病的发生发展,暗示溶菌酶发挥生理功能的多面性和对宿主调控的复杂性。