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背景:
人类肠道内是一个复杂的微生物生态系统，肠道菌群对人类的健康和营养起着至关重要的作用，多数人类疾病都与肠道菌群多样性的失调有关。炎症性肠病(IBD)与结直肠癌(CRC)高度相关，即肠炎相关肠癌(Colitis-associated colorectal cancers，CAC)。肠道上皮细胞与肠道微生物有密切的相互作用，在肠炎和肠炎相关肠癌的发生发展过程中，肠道微生物群的失衡以及一些重要基因的功能紊乱已被证实。
SATB2，全名为特殊富含AT序列结合蛋白2(Special AT-rich sequence-binding protein 2)，是参与多种生物学过程的重要转录因子。SATB2在肿瘤中发挥着重要的功能，SATB2下调可促进CRC的侵袭和转移，提示临床预后不良。SATB2在维持肠腔环境稳态、肠道菌群多样性、IBD和CAC发生过程中的作用及分子机制有待系统的研究。
目的:
(1)研究SATB2对于肠腔环境稳态的保护作用;
(2)探讨SATB2缺失对肠炎和炎性肠癌发生发展的影响，及其可能的分子机制;
(3)探讨SATB2缺失对肠道菌群的影响，以及如何通过肠道微生物影响肠炎和肠炎相关肠癌。
方法:
利用Cre-LoxP重组酶系统，构建肠上皮特异性敲除Satb2小鼠模型(Satb2 IEC-KO)。通过DSS和AOM诱导Satb2IEC-KO小鼠和Satb2loxp/loxp(对照组)构建肠炎和肠炎相关肠癌疾病模型。
对Satb2IEC-KO小鼠结肠组织进行了RNA-seq分析，结合TCGA肠癌数据，分析SATB2缺失影响的相关基因。通过细胞实验、ChIP和荧光素酶报告基因技术研究分析SATB2对SLC26A3的调控作用，并用pHi敏感染料荧光法测定了Cl-/HCO3-离子交换体的活性。
对小鼠粪便细菌进行16SrDNA-Seq分析，探讨Satb2IEC-KO小鼠的肠道菌群失调的情况。通过FISH检测存在于小鼠结肠组织中的拟杆菌。采用粪便菌群移植的方法，探讨肠道菌群变化对Satb2IEC-KO小鼠自发肠炎的影响。
结果:
通过构建肠上皮特异性敲除Satb2小鼠发现，Satb2IEC-KO小鼠发育迟缓，存在自发性肠上皮损伤，伴有长期腹泻和IBD症状。经DSS诱导后，Satb2IEC-KO小鼠肠炎症状明显加重。经AOM/DSS诱导后，Satb2IEC-KO小鼠更易发展为肠炎相关肠癌，肿瘤数量多体积大。
通过RNA-seq和TCGA数据揭示，SLC26A3的表达与SATB2有很高的相关性。经细胞实验和Satb2IEC-KO小鼠组织证实，敲除SATB2会下调SLC26A3的mRNA翻译水平和蛋白表达，而过表达SATB2会导致SLC26A3的mRNA翻译水平和蛋白表达上调。报告基因和ChIP实验证明SATB2可作为转录因子调控SLC26A3表达。通过pHi敏感染料荧光法检测，发现在肠癌细胞内SATB2调控SLC26A3影响Cl-/HCO3-离子交换体的活性。通过氯离子检测，发现Satb2IEC-KO小鼠结肠内容物的氯离子含量明显增高，血清氯离子含量显著降低。
通过肠道菌群16SrDNA-Seq数据揭示，Satb2IEC-KO小鼠在不同诱导条件下肠道菌群都出现显著失调，肠道菌群丰富度和多样性较对照组小鼠明显下调。经LEfSe分析后，发现拟杆菌属(Bacteroides)，在Satb2IEC-KO小鼠肠道菌群丰度明显上升。通过FISH检测，发现单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)在Satb2IEC-KO小鼠中结肠黏膜中的分布更为广泛，可定植于肠黏膜内层。通过肠道菌群移植后，Satb2IEC-KO小鼠的肠炎症状得以缓解。
结论:
SATB2通过调控SLC26A3影响肠腔内环境和肠道菌群，在维持肠道内稳态和肠炎相关肠癌的发生发展中发挥重要保护作用。
人类肠道内是一个复杂的微生物生态系统，肠道菌群对人类的健康和营养起着至关重要的作用，多数人类疾病都与肠道菌群多样性的失调有关。炎症性肠病(IBD)与结直肠癌(CRC)高度相关，即肠炎相关肠癌(Colitis-associated colorectal cancers，CAC)。肠道上皮细胞与肠道微生物有密切的相互作用，在肠炎和肠炎相关肠癌的发生发展过程中，肠道微生物群的失衡以及一些重要基因的功能紊乱已被证实。
SATB2，全名为特殊富含AT序列结合蛋白2(Special AT-rich sequence-binding protein 2)，是参与多种生物学过程的重要转录因子。SATB2在肿瘤中发挥着重要的功能，SATB2下调可促进CRC的侵袭和转移，提示临床预后不良。SATB2在维持肠腔环境稳态、肠道菌群多样性、IBD和CAC发生过程中的作用及分子机制有待系统的研究。
目的:
(1)研究SATB2对于肠腔环境稳态的保护作用;
(2)探讨SATB2缺失对肠炎和炎性肠癌发生发展的影响，及其可能的分子机制;
(3)探讨SATB2缺失对肠道菌群的影响，以及如何通过肠道微生物影响肠炎和肠炎相关肠癌。
方法:
利用Cre-LoxP重组酶系统，构建肠上皮特异性敲除Satb2小鼠模型(Satb2 IEC-KO)。通过DSS和AOM诱导Satb2IEC-KO小鼠和Satb2loxp/loxp(对照组)构建肠炎和肠炎相关肠癌疾病模型。
对Satb2IEC-KO小鼠结肠组织进行了RNA-seq分析，结合TCGA肠癌数据，分析SATB2缺失影响的相关基因。通过细胞实验、ChIP和荧光素酶报告基因技术研究分析SATB2对SLC26A3的调控作用，并用pHi敏感染料荧光法测定了Cl-/HCO3-离子交换体的活性。
对小鼠粪便细菌进行16SrDNA-Seq分析，探讨Satb2IEC-KO小鼠的肠道菌群失调的情况。通过FISH检测存在于小鼠结肠组织中的拟杆菌。采用粪便菌群移植的方法，探讨肠道菌群变化对Satb2IEC-KO小鼠自发肠炎的影响。
结果:
通过构建肠上皮特异性敲除Satb2小鼠发现，Satb2IEC-KO小鼠发育迟缓，存在自发性肠上皮损伤，伴有长期腹泻和IBD症状。经DSS诱导后，Satb2IEC-KO小鼠肠炎症状明显加重。经AOM/DSS诱导后，Satb2IEC-KO小鼠更易发展为肠炎相关肠癌，肿瘤数量多体积大。
通过RNA-seq和TCGA数据揭示，SLC26A3的表达与SATB2有很高的相关性。经细胞实验和Satb2IEC-KO小鼠组织证实，敲除SATB2会下调SLC26A3的mRNA翻译水平和蛋白表达，而过表达SATB2会导致SLC26A3的mRNA翻译水平和蛋白表达上调。报告基因和ChIP实验证明SATB2可作为转录因子调控SLC26A3表达。通过pHi敏感染料荧光法检测，发现在肠癌细胞内SATB2调控SLC26A3影响Cl-/HCO3-离子交换体的活性。通过氯离子检测，发现Satb2IEC-KO小鼠结肠内容物的氯离子含量明显增高，血清氯离子含量显著降低。
通过肠道菌群16SrDNA-Seq数据揭示，Satb2IEC-KO小鼠在不同诱导条件下肠道菌群都出现显著失调，肠道菌群丰富度和多样性较对照组小鼠明显下调。经LEfSe分析后，发现拟杆菌属(Bacteroides)，在Satb2IEC-KO小鼠肠道菌群丰度明显上升。通过FISH检测，发现单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)在Satb2IEC-KO小鼠中结肠黏膜中的分布更为广泛，可定植于肠黏膜内层。通过肠道菌群移植后，Satb2IEC-KO小鼠的肠炎症状得以缓解。
结论:
SATB2通过调控SLC26A3影响肠腔内环境和肠道菌群，在维持肠道内稳态和肠炎相关肠癌的发生发展中发挥重要保护作用。