炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis)和克罗恩病(Crohn’s disease),这是一种胃肠道的炎症性疾病,伴随着严重的病理学变化,预后不佳且病因未明。溃疡性结肠炎的炎症主要发生在粘膜当中。最主要的症状包括腹泻,结肠直肠出血,粘液增多和腹痛。克罗恩病是一种慢性炎症,从口到肛门的消化道都可能发生,主要发生在回肠,盲肠和结肠。在克罗恩病的发生中,炎症从肠道的粘膜层穿透到浆膜层,具有节段性不对称的特征,在某些病人身上可能发现上皮样肉芽肿。IBD在欧美国家高发,但根据最新的研究,在亚洲和南美洲,IBD的患病率也日益增高。IBD的病因主要与环境、免疫、遗传等因素有关,但是,慢性炎症在肠道反复发作的机制尚不清楚。部分观点认为,肠道慢性炎症的发生与肠道粘膜免疫缺陷有关[28]。近年来的研究发现,提示细胞黏附分子在肠道炎症发展的过程中起重要作用。几种主要的细胞黏附分子介导了淋巴细胞的募集,包括选择素,整合素,钙黏蛋白和免疫球蛋白超家族。L-选择素或P-选择素使得白细胞被高内皮小静脉捕获贴壁,通过滚动,LFA-1与整合素之间形成牢固黏附,α4β1(VLA-4)整合素、α4β7整合素与上皮细胞上的VCAM-1和MAdCAM-1形成牢固黏附。临床上诸多药物是通过抑制细胞黏附分子(cell adhesion molecule,CAM)对炎症细胞的结合实现的。比如抑制α4β1–VCAM之间形成牢固黏附的那他珠单抗,抑制α4β7-MAdCAM-1形成牢固黏附的委地落珠单抗。CHL1是一种在人体内普遍表达的神经细胞黏附分子(Neural cell adhesion molecule,NCAM),在以往的研究中,发现它对成人神经回路轴突形成、神经元的生长和存活有着至关重要的作用。另一方面,CHL1与结直肠癌删除分子(Deleted in colorectal carcinoma,DCC)有相似的结构域。有研究表明,CHL1在结肠癌病人的结肠组织中表达降低[8,9]。但CHL1与炎症性肠病之间的关系尚缺乏探讨。炎症性肠病的发生往往伴随着体内炎症因子的增加,以及炎症细胞对肠粘膜上皮的浸润。中性粒细胞的浸润在溃疡性结肠炎的发生中,起着关键性的作用,也是衡量疾病活动度以及炎症程度的关键标志。正常健康组织中,中性粒细胞在粘膜固有层少量分布,随着炎症进行,浸润到上皮表面或结肠隐窝,与隐窝的退行性变化和隐窝浸润有关。IBD的活动度与中性粒细胞浸润的发展、隐窝消失呈正相关。所以在对于IBD的干扰治疗中,中性粒细胞被认为是一种可能的药理学靶标。在IBD中,由于炎症反应的增强,单核细胞来源的巨噬细胞往往会增多,巨噬细胞对维持胃肠道环境内稳态起至关重要,同时可以抵制病原体破坏,以保护肠道。巨噬细胞浸润程度也是一种反应炎症程度的标志。本研究利用葡聚糖硫酸钠(Dextran Sulfate Sodium,DSS)诱导的小鼠结肠炎模型,探讨了CHL1缺失对DSS诱导的小鼠结肠炎症的影响,研究中性粒细胞和巨噬细胞浸润对促进结肠炎症反应和组织损伤的机制。主要的研究结果如下:1.炎症性肠病上调小鼠结肠组织CHL1的表达为了探索炎症性肠病与神经黏附分子CHL1的关系,建立经典的DSS小鼠炎症性肠病模型。在DSS诱导炎症性肠病的第5天,第7天,第9天,检测小鼠结肠组织CHL1组织的表达。在蛋白水平上,从诱导炎症性肠病的第5天开始,CHL1的表达上升,第7天和第9天CHL1的表达持续性增高。在转录水平,实时定量PCR(Q-PCR)检测CHL1 mRNA的表达。从第7天开始,CHL1在mRNA水平的表达显著增加。这说明不论在转录水平还是蛋白表达水平,炎症性肠病小鼠结肠组织CHL1的表达都是上调的。2.CHL1缺失加重炎症性肠病的发生为了进一步探索CHL1与炎症性肠病的关系,将CHL1(+/+)型和CHL1(-/-)型小鼠根据是否喂养DSS分为四组,建立炎症性肠病模型。发现与DSS诱导的CHL1(+/+)型小鼠相比,DSS诱导的CHL1(-/-)型小鼠在炎症性肠病的发生中便血明显,从应激的第7天开始,体重明显减轻,在第9天,DSS诱导的CHL1(-/-)型小鼠死亡率明显增加。检测小鼠肠组织,DSS诱导的CHL1(-/-)型小鼠结肠长度明显缩短,炎细胞浸润和组织损伤严重。以上结果反映了CHL1缺失加重了炎症性肠病的发生。3.CHL1缺失引起小鼠结肠上皮细胞结构的改变,增加肠道的通透性观察小鼠结肠上皮组织形态学的变化,发现CHL1缺失可以使原本排列紧密的小鼠结肠柱状上皮细胞排列变得较为松散,细胞体积明显增大,杯状细胞增多。在DSS应激后,DSS诱导的CHL1(+/+)型小鼠的上皮细胞排列仍旧有序,而DSS诱导的CHL1(-/-)型小鼠的柱状上皮细胞排列明显紊乱。CHL1(-/-)型小鼠结肠上段的改变以上皮细胞细胞形态的改变为主。结肠下段的改变以上皮细胞细胞形态的紊乱为主。结肠中段的改变介于上段和下段的改变之间。通过FITC检测肠道通透性,喂养DSS的CHL1(-/-)型小鼠肠道通透性明显升高。结肠末端对FITC的截留都是最强的,DSS诱导的CHL1(-/-)型小鼠对FITC的截留与DSS诱导的CHL1(+/+)型小鼠相比无明显改变,而DSS诱导的CHL1(-/-)型小鼠结肠上端、中段对FITC的截留要明显强于DSS诱导的CHL1(-/-)型小鼠。4.CHL1缺失增加结肠组织中炎症细胞的浸润为了检测CHL1缺失影响炎症性肠病的免疫学机制,DSS诱导第5天,第7天检测外周血中性粒细胞的表达,发现与喂养DSS的CHL1(+/+)型小鼠相比,DSS诱导的CHL1(-/-)型小鼠模型外周血中性粒细胞的数量并不增高,表明CHL1缺失并不会促进小鼠外周血中中心粒细胞的增殖分化,但是小鼠结肠组织中中性粒细胞的浸润明显增多,这种变化很可能是因为CHL1的缺失导致。此外,在结肠组织内,巨噬细胞对结肠组织浸润也明显增多。综上所述,本研究首次观察到神经粘附分子CHL1在肠道组织中表达,并且在炎症性肠病时CHL1的表达明显升高;CHL1缺失后通过增强炎症细胞的浸润和肠道的通透性,加重炎症性肠病的发生。以上结果提示CHL1在炎症性肠病的发生中发挥重要保护作用。该研究为炎症性肠病的干预提供了新的思路。