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目的溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)是一种慢性、反复发作性的结直肠连续性黏膜炎症性疾病,多以年轻患者多发。但其发病机制仍不明确。目前,认为UC是一种多因素、异质性、多基因遗传的疾病,多种因素包括环境、遗传、感染、免疫、肠道微生物等相互作用的结果。近年来发现表观遗传学是环境与遗传因素之间的桥梁,其中DNA甲基化是重要的表观遗传修饰之一,它能够调节哺乳动物细胞的正常发育、分化,基因表达和染色质结构。DNA甲基化需要甲基供体,包括叶酸、胆碱、B族维生素和甲硫氨酸。DNA高甲基化与基因沉默相关,而低甲基化则基因表达活跃。研究发现在UC患者肠道T淋巴细胞中,IFN-γ表达增加与甲基化水平降低相关,而且IFN-γ基因(IFNG)甲基化水平在调节黏膜细胞因子分泌中有重要作用。众多证据表明在哺乳动物发育过程中,妊娠期和新生儿期的环境因素通过影响表观遗传修饰,导致表型的永久性改变。因此,改变母体饮食因素可能通过影响DNA甲基化参与UC发生、发展。本研究以BALC/c鼠为研究对象,通过给予母鼠甲基供体缺乏饮食,构建子代小鼠实验性结肠炎模型,并检测血清叶酸、维生素B12和同型半胱氨酸水平,结肠黏膜IFN-γ表达水平,以及IFNG启动子区DNA甲基化水平,探讨母体甲基供体缺乏是否通过影响DNA甲基化从而参与UC的发病过程。方法1.动物模型建立:7周龄BALB/c雌鼠在孕前1个月开始分别喂养标准饮食(C,n=3)和甲基供体缺乏饮食(D,即无叶酸、胆碱、维生素B12和甲硫氨酸,n=4),持续到子代断乳(即出生后21天);子代小鼠与母鼠相同饮食直到被处死。子鼠出生后第23天,造模组以2.5%葡聚糖硫酸钠溶液(DSS)作为饮用水5天,饮食水量不限。子代小鼠分组如下:C/DSS-组、D/DSS-组、C/DSS+组、D/DSS+组,每组6只。2.结肠炎疾病活动指数(DAI):每日观察子代小鼠身体状况、体质量、粪便性状、肛周红肿糜烂和便血程度。根据体重减轻程度、粪便性状和便血程度评分,分数范围0-4分,根据DAI=总分数/3(0-4),评估结肠炎症程度。3.采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测子代小鼠外周静脉血清叶酸、维生素B12和同型半胱氨酸(Hcy)水平。4.采用免疫组织化学SP法检测子代小鼠结肠黏膜组织中IFN-γ的表达水平。5.提取结肠组织样本基因组DNA,经过亚硫酸盐转化,采用Sequenom Mass Array甲基化检测方法检测IFNG启动子区Cp G岛甲基化水平。结果1.甲基供体缺乏的证据:与标准饮食组(C/DSS-和C/DSS+组)相比,甲基供体缺乏饮食组(D/DSS-和D/DSS+组)小鼠的血清叶酸(8.87±1.11比11.34±0.31nmol/L,P<0.01)、维生素B12(409.2±56.27比676.1±51.66 ng/L,P<0.01)水平均显著降低;同型半胱氨酸(8.45±0.35比6.77±0.36μmol/L,P<0.01)水平显著增高。2.甲基供体缺乏对DAI和组织学评分的影响:在DSS处理后第5天,结肠炎症程度最高。C/DSS+组较C/DSS-组的DAI高,差异有统计学意义(P<0.05);D/DSS+组较C/DSS+组的DAI增高,差异有统计学意义(P<0.01),表明甲基供体缺乏饮食更加加重了小鼠结肠炎;C/DSS-组和D/DSS-组的DAI无统计学差异。D/DSS-组组织学评分高于C/DSS-组,D/DSS+组明显高于C/DSS+组,也表明甲基供体缺乏饮食加重了小鼠结肠炎。3.小鼠结肠黏膜组织IFN-γ的表达水平:C/DSS组和D/DSS组IFN-γ表达水平较C/DSS-组和D/DSS-组显著增高(c2=14.875,P<0.01),而且D/DSS+组较C/DSS+组增高更明显(P<0.01)。4.小鼠结肠黏膜组织IFN-γ表达水平与DAI的相关性:C/DSS+组和D/DSS+组的IFN-γ表达水平与DAI呈正相关(r=0.853、0.840,P均<0.05)。5.IFNG启动子区CpG岛甲基化水平:对同一CpG位点四组样本之间甲基化水平分析未发现明显差异,对四组样本之间所有Cp G位点总甲基化水平分析也未发现明显差异。结论1.母体甲基供体缺乏能够加剧子代小鼠实验性结肠炎发病。2.甲基供体缺乏饮食可以引起子代结肠黏膜IFN-γ表达增高,参与实验性结肠炎发病。3.甲基供体缺乏并非通过IFNG启动子区Cp G岛低甲基化,从而导致IFN-γ表达增高,进而加重实验性结肠炎。