结直肠癌（colorectal cancer，CRC）是世界上发病率排名第三，致死率排名第二的癌症。虽然科学和临床进展发现了很多新的治疗方案，但转移性结直肠癌的5 年生存率仍然很低，约为12%，因此迫切需要开发新的治疗靶点。法尼酯X受体（farnesoid X receptor，FXR，NR1H4）是核受体(NR)超家族成员，被认为是肝脏和肠道中胆汁酸(bile acids，BAs)合成和分泌的主要调控因子。FXR 在结直肠癌中普遍处于表达下调状态，其下调势必会阻碍胆汁酸的循环和代谢。胆汁酸是在肝脏中由胆固醇合成的类似清洁剂的两亲性分子，对肠道菌群有较大影响。人类肠道中蕴含大量的肠道菌群，这些菌群失调后会对消化道以及远端器官的生理功能产生重要的作用。虽然有关肠道菌群对结直肠发生发展的影响的报道较多，但是对于肠道菌群失调的机制却仍未阐明。

在本课题中，我们首先收集了40 对人结直肠癌及癌旁组织，通过实时定量PCR 和Western Blot 检测了FXR 及相关基因的表达情况。为了进一步研究FXR下调对胆汁酸代谢的影响，我们用AOM/DSS 联合给药，建立了WT 小鼠和Fxr-/-小鼠的结肠癌模型。应用LC/MS-MS 和ELISA，测定了小鼠粪便中胆汁酸的浓度。接着通过16S rRNA 测序和实时定量PCR，深入了解了小鼠肠道菌群的组成和丰度的差异。我们检测了小鼠肠腔内分泌型免疫球蛋白A （ secreroty immunoglobulin A，sIgA）的浓度，并考查了胆汁酸和sIgA 对产肠毒素脆弱拟杆菌（enterotoxigenic B. fragilis，ETBF）粘附能力以及生物膜形成能力的影响。最后在ETBF 感染的小鼠中诱导了结直肠癌，并通过外源性地改变小鼠消化道中胆汁酸的浓度，考查胆汁酸对产肠毒素脆弱拟杆菌丰度以及对结直肠癌的影响。

实验结果表明，结直肠癌中核受体FXR 以及相关的胆汁酸转运体均处于表达下调状态。结直肠癌病人血清以及结直肠癌模型小鼠粪便中的胆汁酸浓度，均显著高于对照组。通过16S rRNA 测序以及RT-qPCR 验证，我们发现结肠癌小鼠的肠道菌群与对照组有明显差异，致病菌丰度升高，益生菌丰度下降，并且具有促癌作用的产肠毒素脆弱拟杆菌在野生型CRC 小鼠的粪便中丰度显著提高，这种差异在Fxr-/--CRC 小鼠中进一步加大。而且，胆汁酸浓度可以正向调节sIgA的浓度。随后我们观察到，胆汁酸和sIgA 均可以对产肠毒素脆弱拟杆菌的粘附能力和生物膜形成能力产生促进作用。最后，在产肠毒素脆弱拟杆菌感染的CRC小鼠模型中，肠腔中胆汁酸浓度越高，其sIgA 浓度、产肠毒素脆弱拟杆菌丰度以及肿瘤数量都随之增高。结直肠癌小鼠肠腔中的高胆汁酸浓度和高分泌型免疫球蛋白A 浓度是造成产肠毒素脆弱拟杆菌高丰度的原因，也是Fxr-/-小鼠对结直肠癌具有较高的易感性的原因。

综上所述，本课题研究了野生型CRC 小鼠和Fxr-/--CRC 小鼠的胆汁酸浓度和肠道菌群结构，并发现胆汁酸浓度可以正向调控sIgA 浓度，且胆汁酸和sIgA均能促进产肠毒素脆弱拟杆菌在肠道中的定殖。本文阐明了FXR-胆汁酸-sIgA 轴调控产肠毒素脆弱拟杆菌丰度，使其在CRC 小鼠肠道中增加的机理，并证实其丰度增加能促进CRC 的发展。本研究从新的角度揭示了胆汁酸和sIgA 是CRC发生发展的风险因素，为相关研究提供了重要线索和思路。

小鼠总胆汁酸ELISA 试剂盒                                   武汉默沙克生物科技有限公司