随着核能和核技术在工农业生产、医疗和军事等领域的广泛应用,由各种原因引起的放射损伤也越发常见。小肠是辐射敏感器官,当机体全身或腹部局部受到一定剂量的射线照射后,常会引起小肠放射损伤,造成肠道功能障碍,进而发展为放射性肠炎,严重影响患者生活质量。据临床统计,接受放射治疗的腹部肿瘤患者中放射性肠炎的发病率超过50%。然而,放射性肠炎的具体发病机制目前仍不十分明确。人体肠道内约有1000多种微生物(1014 CFU),构成了复杂的肠道微生态,其中,肠道条件致病菌与益生菌之间的平衡与机体的健康状态密切相关。有研究表明,当小肠受到电离辐射后,一方面,部分小肠上皮细胞会发生坏死和脱落,造成肠粘膜屏障破损;另一方面,肠道内菌群数量和比例可能会发生显著改变,一些条件致病菌则通过破损的肠粘膜屏障侵入体内,释放大量毒素,除了引起放射性肠炎外,还可导致内毒素血症、多器官功能障碍(MODS)等。因此,肠道菌群改变及其调控与放射性肠炎的发生、发展关系密切。人α-防御素5(HD5)是由小肠绒毛基底部潘氏(Paneth)细胞分泌的一种内源性抗菌肽,在维持肠道菌群稳态和抑制肠道条件性致病菌感染方面发挥着重要的作用。有报道指出,HD5编码基因突变或拷贝数降低的人群极易患上感染性肠炎综合症。动物实验表明,小鼠体内与人HD5对应的防御素-隐窝素4(Crp4)的表达水平在炎症性肠病情况下也会发生显著改变。但是,当肠道受到放射损伤时,Crp4的表达会发生怎样改变,其发生机制及其与放射性肠炎的关系如何等?都还缺乏深入研究。为此,本课题以急性辐射损伤小鼠为研究对象,首先观察电离辐射后小鼠小肠Crp4表达水平改变及肠道菌群和血清脂多糖(LPS)浓度变化,并通过对比无菌小鼠放射损伤后Crp4的表达变化和分析LPS对Crp4表达的影响,初步揭示放射损伤后Crp4表达变化的可能机制;然后,在体外分析Crp4多肽对不同种类细菌的抗菌活性及其对LPS诱导炎性细胞因子分泌的中和作用,以深入探讨Crp4的表达改变对放射性肠炎的影响。所取得的主要研究结果与结论如下:1.通过比较受到不同剂量X射线照射后小鼠肠道和整体病情改变,最终确定8Gy X线照射BALB/c小鼠做为肠道急性放射损伤的实验动物模型。2.采用免疫组化和Western blot检测发现,小鼠放射损伤后小肠潘氏细胞和小肠组织中Crp4的表达水平显著上调,照后3天达最高峰。3.16sRNA测序结果表明,放射损伤后肠道菌群结构发生显著改变,其中拟杆菌纲(Bacteroidetes)、厚壁菌纲(Firmicutes)数量明显减少,变形菌纲(Proteobacteria)显著增多,而在变形菌纲中又以革兰氏阴性(G-)菌为主的肠杆菌科(Enterobacteriaceae)升高比例最显著。4.鲎试剂检测结果显示,放射损伤后小鼠血清中的LPS水平显著升高。5.Western blot检测发现,正常小鼠给予腹腔注射LPS后Crp4的表达水平显著升高;而无菌小鼠受到放射损伤后小肠Crp4的表达水平无明显改变,提示放射损伤后产生LPS的肠道G-菌数量和比例显著升高可能是导致Crp4表达上调的一个主要原因。6.体外抗菌实验结果表明,化学合成的Crp4多肽具有选择性抗菌作用,对肠道条件性致病菌的杀伤活性显著强于肠道益生菌,提示放射损伤后Crp4的表达上调可能参与了对肠道菌群失衡的调节。7.蛋白芯片检测发现,放射损伤后小鼠血清中的致炎细胞因子IL-1α、IL-1β、IL-6、TNF-α等的水平显著升高。8.体外实验证实,LPS可以刺激小鼠腹腔巨噬细胞分泌IL-1β和TNF-α,而Crp4则能够显著抑制LPS对IL-1β和TNF-α的刺激生成作用,提示放射损伤后Crp4的表达升高是机体防止肠道炎症反应过度的一种主动防御反应。