炎症性肠病（IBD）是肠道的一种慢性非特异性炎性疾病。在过去的10年中，其发病率在全球范围内逐渐增加，已成为全球公共卫生的一大挑战。因此，对于IBD的治疗应引起足够的重视。目前的研究显示，肠屏障功能在IBD的发生发展中起到了至关重要的作用。肠屏障主要由肠黏液屏障和肠上皮物理屏障组成，而黏蛋白Mucin2和紧密连接蛋白Occludin分别是两种屏障的重要组分。作为抵御病原体入侵和免疫反应的重要防线，肠屏障受损将会进一步加重IBD患者的病情。因此，针对肠屏障的修复将对IBD患者的治疗至关重要。壳寡糖又称为寡聚-β-1, 4-2-氨基-2-脱氧-D-吡喃葡萄糖，是聚合度在2-8之间的氨基葡萄糖低聚物，因其无毒、高溶解度并具有许多生物学活性而备受关注。许多研究显示壳寡糖对肠屏障具有保护作用，这些研究通常集中在其对肠上皮紧密连接的影响上，而针对壳寡糖调控肠黏液屏障以及壳寡糖是否可以通过调节肠道菌群从而间接调节肠屏障方面的研究仍然较少，有关壳寡糖脱乙酰度和分子量对其生物学活性影响的相关研究也较为有限。本文通过构建受损肠屏障细胞模型和器官芯片模型，进一步探究了壳寡糖对肠屏障的直接和间接调节作用。论文第一部分研究了壳寡糖对肠屏障的直接保护作用。三种不同分子量和脱乙酰度的壳寡糖在低、中浓度下不会促进或抑制人结肠上皮细胞Caco-2和黏液分泌细胞HT-29的活力，对DSS诱导损伤的肠黏液上皮损伤具有不同程度的修复作用，其中低分子量、高脱乙酰度的壳寡糖COS修复效果更明显，可以显著促进肠细胞Mucin2和Occludin蛋白及MUC2和OCLN基因的表达。说明壳寡糖可以直接促进受损肠屏障的修复，而不是通过对肠细胞活力的促进作用。论文第二部分研究了Akkermansia muciniphila、Allobaculum stercoricanis、Lactobacillus paracasei和Lactobacillus fermentum这四种肠道共生菌对肠屏障的潜在影响。Akkermansia muciniphila和Lactobacillus paracasei显着促进了HT-29细胞的Mucin 2分泌和MUC2基因的表达，而Lactobacillus fermentum具有轻微的促进作用。此外这三种菌还显著增加了Caco-2细胞中Occludin蛋白的分泌并促进了OCLN基因表达。但是Allobaculum stercoricanis对肠细胞黏液的产生和上皮紧密连接方面没有表现出修复作用。论文第三部分基于细胞和器官芯片模型研究了肠屏障调节作用中壳寡糖COS、Akkermansia muciniphila和宿主细胞的互作关系。在细胞模型中，COS预处理之后，加入Akkermansia muciniphila显著改善了DSS引起的肠细胞Mucin2和Occludin表达量的降低并能促进MUC2和OCLN基因的mRNA水平升高，而后发现经过COS预处理12 h之后的HT-29细胞可以显著促进Akkermansia muciniphila的生长。在肠芯片模型中，我们同样发现COS和Akkermansia muciniphila可以共同修复DSS引起的肠渗透性加剧和肠黏液、紧密连接的损伤。该结果证明COS可以通过肠道菌群间接调节肠屏障，而宿主细胞在其中起到了至关重要的作用。本研究中，我们基于细胞和器官芯片模型分别探讨了壳寡糖对肠屏障直接和间接的调节作用，并发现脱乙酰度>95%，分子量范围为363-1,329 Da的壳寡糖COS具有良好的肠屏障修复活性。所有这些发现将为壳寡糖被开发成为改善肠屏障、具备抗炎功效的益生元提供支持。