已有研究表明，肠道微环境内肠道菌群与肠粘膜内调节性T间的相互作用是维持肠道免疫耐受的重要原因。肥胖可促进免疫性肠炎、肠道肿瘤等肠道疾病的发生，但其机理仍不清楚。本研究将在本课题组以往研究高脂代谢诱导肥胖模型(high fat diet, HFD)与免疫功能关系的基础上，围绕肠道菌群微环境如何调控机体免疫功能的科学问题，利用高通量测序技术等分子生物学方法对肠道菌群16S rRNA等进行分析，利用高效液相色谱技术等对肠道菌群代谢产物进行分析，尤其是短链脂肪酸的分析。进而比较高脂肥胖组与对照组间肠道菌群类别及其产物的差异，筛选候选菌种和短链脂肪酸分子。在此基础上，继而研究肥胖状态下菌群及其代谢产物对Treg细胞分化和功能的影响及相关机制，深入认识肥胖对肠道菌群种群及代谢的影响、肠道菌群调控Treg细胞的作用方式。从而揭示肥胖与肠道炎症、肠道肿瘤发生的关系，为预防和治疗此类疾病提供相关策略。

Interactions between commensal bacteria and regulatory T cells play important role in gut tolerance. Obesity is known to promote inflammatory bowel diseases and intestinal cancer; however, the underlying mechanism remains unclear. Recent studies including those from our groups showed that immune cells including natural-killer T (NKT) cells, regulatory T cells, macrophages and others play essential roles in obesity-induced chronic inflammation, pointing to an extensive crosstalk between obesity and immunity. Thus, we hypothesize that obesity may promote inflammatory bowel disease via the alteration of the crosstalk between commensal bacteria and regulatory T cells. We will use high-throughput sequencing and high performance liquid chromatography to quantitate the changes in commensal bacteria and their metabolites. Furthemore, the effect of these changes on mucosal regulatory T cells will be investigated. We anticipate that this study will be instrumental in identifying potential pathogenic bacterium and/or its metabolites that drive the progression of inflammatory bowel disease. Thus, this study, if successful, may reveal potential therapeutic strategy in preventing and designing treatment of these intestinal diseases in humans.

近数十年来，随着我国居民生活水平的提高、膳食结构的变化，中国大于18岁的人群中的超重乃至肥胖的比例呈增长态势。临床流行病学资料及实验室研究也显示，肥胖可明显增加免疫性肠炎和肠肿瘤的发病率，但到目前为止其发病机理仍不清楚。众所周知，肠道相关的淋巴组织（Gut-associated lymphoid tissue, GALT）可通过多种机制形成对大量外来抗原的免疫耐受，即产生口服耐受现象，以维持肠粘膜部位的免疫稳态。已有文献表明，在肠道粘膜部位定居着独特的免疫细胞群体，包括调节性T细胞群体，并形成独特的肠道免疫稳态。最近的研究表明，肠道内正常菌群或其代谢产物（如丁酸盐)可有效诱导Treg细胞的产生，调节肠道内的促炎、抑炎因素间的平衡，维持肠道粘膜的免疫稳态。而文献也表明，肠道内菌群的组成与食物的结构密切相关。但高脂的大量摄入是通过何种机制影响肠道定居免疫细胞群体，并最终导致肠炎或肠肿瘤发生的机制仍不是很清楚。在本研究中，我们利用Miseq测序技术对肠道内细菌16s rRNA进行了分析，发现高脂饮食可明显影响肠道内菌群的种类与丰度。通过建立气相色谱-质谱联用（GC-MS）检测粪便中短链脂肪酸（SCFAs）的检测方法，进而发现，尽管高脂饮食后肠道内SCFAs的组成物无明显变化，但某些SCFAs的量或丰度明显下降，尤其以丁酸水平下降最为明显。体外实验中表明，丁酸可明显下调 BMDC细胞表面MHC-II和共刺激分子的表达，并抑制其抗原提呈功能。此结果提示，高脂饮食后肠道内丁酸水平的下降，可通过影响肠道内免疫细胞亚群稳态。本研究中的病理模型进一步证实，高脂饮食可通过影响肠道粘膜DC细胞的稳态，促进DSS诱导肠炎的发生。考虑到n-3PUFAs有着与高脂饮食中富含的饱和脂肪酸、n-6PUFAs促炎效应相反的抑炎作用，我们也探讨了富含n-3PUFAs对于免疫功能的影响，发现其可影响造血微环境、促进造血生成。综上所述，本研究结果显示，高脂饮食可通过影响肠道菌群的种类与代谢，最终导致肠道DC细胞群体失衡，促进肠炎的发生。这一结果在正确阐明肥胖与肠炎发生间的关系的同时，也为该疾病的治疗提供了理论基础。