炎症性肠病（Inflammatory bowel disease,IBD）是影响胃肠道的慢性复发性疾病,具有渐进性和破坏性的特征,严重威胁动物和人类的健康。充分认知肠炎发生发展的分子调控机制,有利于研发药物进行干预。Gasdermin D（消皮素D,GSDMD）,又称GSDMDC1或DFNA5L,主要表达于免疫细胞和小肠黏膜上皮细胞表面。2015年首次报道指出GSDMD蛋白介导细胞焦亡的发生。细胞焦亡是依赖炎性体信号活化的程序性细胞死亡方式。GSDMD在肠炎、肠癌等肠道疾病中的作用并不清楚。本论文以葡聚糖硫酸钠（Dextran sulfate sodium,DSS）诱导小鼠结肠炎为模型,探讨GSDMD对肠炎发生的调节作用及机制。野生型（WT）和GSDMD基因缺失型(GSDMD^-/-)小鼠口服DSS诱导结肠炎,结果显示两种基因型小鼠肠炎易感性无明显差异。具体表现在:体重变化趋势一致,长期存活无差异（P?0.05）,结肠组织病理损伤、炎性因子分泌、炎性细胞浸润及肠黏膜屏障受损情况均无差异。肠道菌群在肠黏膜局部以及远端器官的生理和病理活动进程中扮演重要角色,在宿主内源信号或食物等外源信号的影响下,肠道菌群结构演替以维持菌群稳态,并对内外源信号进行代偿调节。GSDMD作为细胞焦亡的执行者,广泛参与到炎症性疾病中,但为何缺失后结肠炎症与WT小鼠相比无差异,是否和GSDMD基因缺失后肠道菌群结构改变有关?为确定GSDMD基因缺失对肠道菌群的影响,我们无菌采集两种基因型小鼠新鲜粪便进行16S rRNA基因测序,结果发现GSDMD基因缺失后小鼠肠道微生物结构发生改变。为进一步验证我们的假设,进行了肠道微生物清除实验和共饲实验,探究GSDMD基因和肠道微生物改变对肠炎发生的影响。结果发现,清除肠道微生物后,与CD-WT小鼠（清除肠道微生物的WT小鼠）相比CD-GSDMD^-/-小鼠(清除肠道微生物的GSDMD^-/-小鼠)肠炎更加严重,体现在体重下降明显,结肠显著缩短（P?0.01）;共饲后两种基因型小鼠肠道菌群趋同(共饲后WT小鼠记为WT-co-h小鼠,共饲后GSDMD^-/-小鼠记为GSDMD^-/--co-h小鼠),与GSDMD^-/--co-h小鼠相比WT-co-h小鼠肠炎显著减轻,具体表现在:体重基本无下降,死亡率极低,结肠组织病理损伤轻微、炎性细胞浸润更少及肠黏膜屏障基本保持完整,二者结肠组织中细胞因子分泌除KC外均无差异（WT-co-h小鼠中KC分泌更少（P?0.05））。以上结果说明GSDMD可以抑制DSS诱发性小鼠结肠炎,单独饲养时肠炎无差异现象可能和两种基因型小鼠肠道菌群不同有关。同时观察到,与WT小鼠相比WT-co-h小鼠肠炎显著减轻,KC分泌更少;而GSDMD^-/-小鼠结肠炎症在共饲前后无明显变化。综上所述,与GSDMD^-/-小鼠共饲后WT小鼠对DSS诱发性结肠炎不易感。根据这一现象,我们推测GSDMD基因缺失形成的特殊菌群,通过共饲影响WT小鼠原有的微生物结构,形成一种新的菌群环境,这种新菌群可能通过抑制KC改善DSS诱发性结肠炎。为验证这一猜测,我们进行了以下分组的小鼠粪便菌移植实验（共饲后WT小鼠粪便菌移植给清除肠道微生物的WT小鼠:WT-co-h.B→CD-WT;单独饲养WT小鼠粪便菌移植给清除肠道微生物的WT小鼠WT.B→CD-WT,每组8只小鼠）。结果显示,WT-co-h.B→CD-WT组小鼠对DSS诱发性结肠炎更不易感,且WT-co-h小鼠肠道菌表现出抑制KC分泌的效果。综上所述,与WT小鼠肠道菌相比WT-co-h小鼠肠道菌可以抑制KC分泌,抑制DSS诱发性结肠炎。16S rRNA检测结果显示,共饲后WT-co-h小鼠和GSDMD^-/--co-h小鼠肠道菌群趋同,但GSDMD^-/--co-h小鼠对DSS诱导的结肠炎更加易感。这提示我们WT-co-h小鼠肠道菌抑制肠炎可能需要GSDMD的协同配合。因此,进行了以下分组的移植实验(共饲后WT小鼠粪便菌移植给清除肠道微生物的WT小鼠:WT-co-h.B→CD-WT;共饲后WT小鼠粪便菌移植给清除肠道微生物的GSDMD^-/-小鼠:WT-co-h.B→CD-GSDMD^-/-,每组8只小鼠),探究GSDMD信号对WT-co-h小鼠肠道菌抑炎作用的影响。结果显示,DSS诱导结肠炎后,与WT-co-h.B→CD-GSDMD^-/-组小鼠相比,WT-co-h.B→CD-WT组小鼠表现出更轻的炎症和更少的KC分泌（P?0.001）;同时进行WT小鼠肠道菌移植实验(WT小鼠粪便菌移植给清除肠道微生物的GSDMD^-/-小鼠:WT.B→CD-GSDMD^-/-),发现在GSDMD^-/-小鼠中WT-co-h肠道菌仍表现出抑制KC改善肠炎的效果,但最终抑炎效果比GSDMD信号存在时弱。以上结果表明,GSDMD促进WT-co-h小鼠肠道菌的抑炎作用。为进一步探究GSDMD信号如何促进WT-co-h小鼠肠道菌的抑炎作用,我们进行了WT和WT-co-h小鼠肠道菌感染小鼠骨髓来源巨噬细胞（BMDM）实验,检测KC分泌和GSDMD信号活化情况。与在体结果一致,WT-co-h小鼠肠道菌较WT小鼠肠道菌显著抑制KC分泌（P?0.05）,且在GSDMD信号存在时抑制效果更显著（P?0.01）。Western Blot检测发现与WT小鼠肠道菌相比,WT-co-h小鼠肠道菌显著激活GSDMD信号,释放活性N端,在体实验发现同样现象。由此说明,WT-co-h小鼠肠道菌可能通过激活GSDMD信号抑制KC的分泌。肠道菌群结构改变是IBD的重要诱因之一。研究发现在IBD患者体内,TNF-α的释放导致糖胺聚糖的广泛破坏,细菌肽聚糖（PGN）糖骨架的N-乙酰葡萄糖胺（NAG）亚基是合成上皮糖胺聚糖天然存在的氨基糖前体,与其他糖胺聚糖前体相比,IBD患者体内缺乏NAG,目前NAG已用于IBD临床治疗并取得显著疗效。据此我们推测WT-co-h小鼠肠道菌的抑炎作用是否和肠道中革兰氏阳性菌群丰度增加使NAG含量上升有关?为此我们检测WT、GSDMD^-/-、WT-co-h、GSDMD^-/--co-h 4组小鼠肠道中脂多糖（LPS）和PGN的含量来判定肠道中革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌丰度的改变。LPS是革兰氏阴性菌的表面标志物;PGN是革兰氏阳性菌细胞壁的主要组成成分,占阳性菌干重的80%。结果显示,WT-co-h小鼠肠道中PGN含量较WT小鼠显著升高（P﹤0.001）,LPS含量无明显变化。用LPS和NAG刺激小鼠骨髓来源巨噬细胞,检测KC分泌情况,发现NAG可以抑制KC分泌,且在GSDMD信号存在时抑制效果更显著。进一步检测发现与LPS相比NAG可显著激活GSDMD信号,激活程度和NAG浓度呈正相关,同时发现KC分泌与GSDMD信号激活程度呈负相关。以上结果说明,NAG可以抑制KC分泌,激活GSDMD信号。综上所述,本论文研究揭示了GSDMD基因缺失导致小鼠肠道微生物结构发生改变,通过共饲影响WT小鼠原有菌群结构,形成一种革兰氏阳性菌高丰度的新菌群,这种新菌群可能通过NAG激活GSDMD信号,抑制KC分泌改善肠炎。