内源性肽GPR15L塑造肠道菌群以对抗结肠炎

The endogenous peptide GPR15L shapes the intestinal microbiota to counteract colitis

作者信息Miriana Leggio, Sebastian Schramm, Lisa Dietz, Borja Ocón, Stefan Wirtz, Fabiola Puertolas Balint, Bahtiyar Yilmaz, Jana Petzold, Li-Juan Liu, Mark Dedden, Arif Ekici, TRR241 IBDome Consortium, Xi Meng, David Bingham, Karen Anne-Marie Ullrich, Stefanie Heltmann-Meyer, Claudia Günther, Kai Hildner, Raja Atreya, Imke Atreya, Tanja M Müller, Roman G Gerlach, Bjoern O Schroeder, Andrew Macpherson, Eugene C Butcher, Markus F Neurath, Sebastian Zundler, TRR241 IBCome Consortium, Imke Atreya, Raja Atreya, Petra Bacher, Christoph Becker, Christian Bojarski, Nathalie Britzen-Laurent, Caroline Voskens, Hyun-Dong Chang, Andreas Diefenbach, Claudia Günther, Ahmed N Hegazy, Kai Hildner, Christoph S N Klose, Kristina Koop, Susanne Krug, Anja A Kühl, Moritz Leppkes, Rocío López-Posadas, Leif S H Ludwig, Clemens Neufert, Markus Neurath, Jay Patankar, Christina Plattner, Magdalena Prüß, Andreas Radbruch, Chiara Romagnani, Francesca Ronchi, Ashley Sanders, Alexander Scheffold, Jörg-Dieter Schulzke, Michael Schumann, Sebastian Schürmann, Britta Siegmund, Michael S
PMID42209192
期刊Gut
发布时间2026-06-25
DOI10.1136/gutjnl-2025-337619

实验完整度

高

包含体外抗菌实验、多种小鼠结肠炎模型、菌群测序及三个IBD患者队列分析,并有功能与机制验证。

主要模型

Gpr15l−/−和Gpr15l-transgenic小鼠急性DSS结肠炎模型 Rag1−/−及Rag1−/−xGpr15l−/−小鼠T细胞转移结肠炎模型 Gpr15l−/−和Gpr15l+/+同窝小鼠菌群分析 IBD患者结肠活检样本队列

重点核对

DSS浓度:Gpr15l−/−和WT小鼠用1% DSS,Gpr15l-transgenic和对照用1.5% DSS。 Gpr15l−/−小鼠初始实验使用1.5% DSS时死亡率高,后续降至1%。 共同饲养和重新分离时间:断奶后共同饲养5周,重新分离6周。 GPR15L抗菌实验:厌氧条件下,MIC 14.7 μM,IC50 11.3 μM。 GPR15L直肠给药:第3天至第9天每天一次,浓度接近MIC。

摘要

背景:肽GPR15L由结肠上皮细胞产生,并被认为与T细胞向大肠的募集有关。然而,其在慢性结肠炎中的作用迄今尚不清楚。目的:探索GPR15L在实验性结肠炎和IBD发病机制中的作用。设计:我们研究了Gpr15l的基因缺失或过表达以及直肠给予重组GPR15L如何改变急性葡聚糖硫酸钠(DSS)结肠炎和T细胞转移结肠炎的病程。通过共同饲养、同窝对照和粪便菌群移植研究、16S rRNA测序以及抗微生物测定和鸟枪法宏基因组学,探索了GPR15L对菌群的影响。在三个独立的IBD患者队列中评估了GPR15L的表达,并将其与微生物多样性和无复发生存相关联。结果:Gpr15l明显减轻了实验性结肠炎,但这独立于T细胞募集和Gpr15。相反,我们观察到Gpr15l的作用是由大肠中改变的微生物组介导的,并一致地表明Gpr15l在厌氧条件下作为抗微生物肽发挥作用,并塑造微生物群落向稳态表型转变。直肠补充Gpr15l可对抗实验性结肠炎。在IBD患者中,GPR15L表达在活动性炎症中降低,与微生物多样性相关,并与无复发生存相关。结论:GPR15L是一种宿主防御肽,在肠道炎症的发病机制中发挥有益作用。进一步评估其作为IBD未来治疗方法的潜力似乎很有前景。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
GPR15L是否通过引导T细胞募集参与实验性和人类结肠炎的发病机制?
核心机制
GPR15L作为选择性抗微生物肽,塑造肠道微生物群落向稳态表型,独立于T细胞募集和GPR15。
主要证据
Gpr15l缺失加重DSS结肠炎,过表达减轻;Rag1−/−和T细胞转移模型显示不依赖T细胞/GPR15;16S和宏基因组测序及体外抗菌实验显示GPR15L改变菌群并抑制病原菌。
研究意义
GPR15L在IBD中下调并与无复发生存相关,直肠补充GPR15L减轻实验性结肠炎,提示其可作为IBD未来治疗方法的潜力。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

Gpr15l缺失和过表达对急性DSS结肠炎的影响

验证GPR15L在实验性结肠炎中的作用。

对Gpr15l−/−和WT小鼠及Gpr15l-transgenic和对照小鼠诱导急性DSS结肠炎,评估内镜、组织学、ROS、体重和临床疾病活动。

2

T细胞和GPR15依赖性验证

检验GPR15L的保护作用是否依赖淋巴细胞或GPR15。

在Rag1−/−背景和T细胞转移结肠炎模型中比较Gpr15l缺失或过表达,以及Gpr15缺失或正常T细胞转移。

3

菌群对GPR15L介导效应的必要性

确定宿主-菌群相互作用是否解释GPR15L对结肠炎的影响。

共同饲养和重新分离同窝小鼠,进行16S rRNA测序,并检测DSS结肠炎表型。

4

GPR15L抗菌特性及菌群调控

验证GPR15L是否直接作为抗微生物肽塑造菌群。

厌氧条件下进行径向扩散实验,测试GPR15L对病原菌和共生菌的生长影响,并测定MIC和IC50。

5

粪便菌群移植验证菌群因果性

确认GPR15L塑造的菌群足以影响结肠炎易感性。

用广谱抗生素处理WT小鼠,然后从Gpr15l−/−或Gpr15l+/+小鼠进行FMT,再诱导DSS结肠炎。

6

GPR15L治疗实验性结肠炎

评估直肠补充GPR15L的治疗潜力。

对Gpr15l−/−小鼠诱导急性DSS结肠炎,从第3天至第9天直肠补充重组GPR15L,评估疾病活动和菌群变化。

7

GPR15L对人类粪便菌群体外影响

探索GPR15L对人类肠道菌群的影响。

人类粪便悬液在厌氧条件下与GPR15L或对照孵育16小时,进行鸟枪法宏基因组测序。

8

IBD患者中GPR15L表达分析

评估GPR15L在IBD中的 translational relevance。

在三个独立IBD队列中检测GPR15L表达,与疾病活动、微生物多样性和无复发生存关联。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
葡聚糖硫酸钠----
重组GPR15L----
多粘菌素B----
Hoechst----
ULEX----
EUB388----
EpCAM抗体----
GPR15L ELISA试剂盒----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
急性DSS结肠炎模型
DSS浓度:Gpr15l−/−和WT小鼠使用1%,Gpr15l-transgenic和对照使用1.5%;小鼠品系和来源;每组n=15-17。
阅读提示:参见Figure 1A-D及对应Methods部分。
T细胞转移结肠炎模型
供体T细胞类型(CD4+CD45RBhigh),受体小鼠基因型(Rag1−/−Gpr15l−/+或Rag1−/−Gpr15l−/−),每组n=8-12。
阅读提示:参见Figure 2B及对应Methods部分。
共同饲养和重新分离实验
共同饲养时间5周,重新分离时间6周,DSS给药时间点,菌群测序时间点。
阅读提示:参见Figure 3E、Suppl. Fig. 4-6及对应Methods部分。
体外抗菌实验
厌氧条件,细菌种类,GPR15L浓度范围,MIC和IC50值,NaCl浓度,重复次数(三个独立实验)。
阅读提示:参见Figure 4G、Figure 5A-D及对应Methods部分。
GPR15L直肠治疗实验
给药开始和结束时间(第3天至第9天),每天一次,浓度接近MIC,每组n=7-10。
阅读提示:参见Figure 6A及对应Methods部分。
人类粪便菌群体外处理
厌氧条件,孵育时间16小时,GPR15L浓度,n=7。
阅读提示:参见Figure 6D及对应Methods部分。
IBD患者队列分析
各队列样本量,GPR15L表达检测方法(qPCR、免疫荧光、RNA测序),疾病活动评分标准。
阅读提示:参见Figure 7及对应Methods和Suppl. Tables。