关键词:
吴茱萸碱
溃疡性结肠炎
粪便移植
嗜酸乳杆菌
肠道菌群
摘要:
目的:吴茱萸为芸香科植物吴茱萸、石虎或疏毛吴茱萸的干燥近成熟果实。临床上多使用吴茱萸治疗消化系统性疾病,主要含有多种生物碱、挥发油及苦味素等化学成分。而吴茱萸碱是吴茱萸最重要的生物碱成分之一,为色胺吲哚类生物碱,具有扩张血管、收缩气管、抗肿瘤及抗炎镇痛等药理活性。通过文献调研发现,对吴茱萸碱的药理研究主要集中在抗肿瘤的活性上,而对其抗炎活性尚未进行全面的研究,且大多研究主要集中在基于炎症通路(NF-κB)或炎症小体上。由于近年来肠道微生物被认为是人体的重要器官,越来越多的研究将这种微环境与胃肠道疾病联系起来,把肠道菌群视为健康状况预测因子和治疗干预的靶点。有大量研究已显示肠道微生物群及其代谢产物在炎症性肠病中起着关键性的作用。然而,关于吴茱萸碱抗溃疡性结肠炎与肠道菌群及代谢相关的研究,迄今未见相关报道。那么,吴茱萸碱抗溃疡性结肠炎的作用是否与肠道菌群和代谢的变化相关,若相关,具体是哪些细菌及代谢物在发挥作用。因此,本研究的目的为基于肠道菌群及代谢组学探讨吴茱萸碱治疗溃疡性结肠炎的作用机制。本课题拟通过建立葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导大鼠模型考察吴茱萸碱对溃疡性结肠炎的治疗作用,并运用16S rRNA测序观察肠道菌群的变化,以及利用非靶标代谢组学核磁共振(1H-NMR)和离子淌度-Q-TOF高分辨液质联用仪(UPLC-Q/TOF-MS/MS)分析代谢物的变化;其次,利用吴茱萸碱干预后的粪便移植到DSS诱导的大鼠,通过16S rRNA测序观察肠道菌群的变化,找出差异菌群,利用靶标代谢组学气相色谱(GC)测定短链脂肪酸的含量,并通过相关指标评价吴茱萸碱粪便移植对肠黏膜屏障的影响;最后通过灌胃差异菌嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)对DSS诱导大鼠肠道菌群、代谢物及结肠转录组的研究,寻找差异基因,阐明吴茱萸碱抗溃疡性结肠炎的作用及相关机理,为吴茱萸碱防治消化道疾病提供科学依据。方法:1.吴茱萸碱抗溃疡性结肠炎的作用采用DSS诱导的大鼠溃疡性结肠炎模型,灌胃吴茱萸碱,记录动物体征,检测结肠长度、疾病活动指数DAI评分,HE染色观察结肠组织病理形态并评分,评价了吴茱萸碱抗DSS诱导大鼠溃疡性结肠炎的保护作用。通过ELISA法测定血清中TNF-α、IL-6、IL-10和IL-1β的水平,免疫荧光检测结肠上皮Claudin-1蛋白表达,阐述吴茱萸碱对DSS诱导大鼠溃疡性结肠炎的保护机制。通过16S rRNA测序对吴茱萸碱治疗后各组大鼠的粪便进行肠道微生态多样性分析,找到差异菌群,观察吴茱萸碱对DSS诱导的溃疡性结肠炎大鼠的肠道菌群的影响。通过1H-NMR和UPLC-Q/TOF-MS/MS探讨吴茱萸碱对DSS诱导的溃疡性结肠炎大鼠代谢的变化,寻找差异代谢物,阐明其调控的代谢通路。2.吴茱萸碱粪便移植抗溃疡性结肠炎的作用采用DSS诱导的大鼠溃疡性结肠炎模型,灌胃吴茱萸碱干预后的粪便,记录动物体征,以大鼠疾病活动指数DAI评分、结肠长度、HE染色观察结肠病理学变化和脾重量为指标,综合评价吴茱萸碱粪便移植对DSS诱导的溃疡性结肠炎大鼠的作用;同时测定血清中炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β、IFN-γ和IL-17),结肠组织中抗菌肽(Reg3γ和Reg3β),肠黏膜修复因子(Muc1、Muc2和Tff3)和紧密连接蛋白(Claudin-1、Claudin-2、Occludin和ZO-1)的表达以及透射电镜观察结肠上皮超微结构,阐述吴茱萸碱粪便移植对DSS诱导的溃疡性结肠炎大鼠的作用机制。通过16S rRNA测序对吴茱萸碱粪便移植治疗后各组大鼠的粪便进行肠道微生态多样性分析,找到差异菌群,观察吴茱萸碱粪便移植对DSS诱导的溃疡性结肠炎大鼠的肠道菌群的影响。通过气相色谱(GC)测定结肠内容物短链脂肪酸的含量。3.嗜酸乳杆菌抗溃疡性结肠炎的作用采用DSS诱导的大鼠溃疡性结肠炎模型,灌胃嗜酸乳杆菌,记录动物体征,以大鼠体重变化、疾病活动指数DAI评分、结肠长度、HE染色观察结肠组织病理变化,综合评价嗜酸乳杆菌对DSS诱导大鼠溃疡性结肠炎的保护作用;同时测定血清中(TNF-α和 IL-β),结肠组织中(IL-1β、IL-6、IL-10、IL-22 和 TGF-β),抗菌肽(Reg3γ和Reg3β),肠黏膜修复因子(Muc1和Tff3)和紧密连接蛋白(Claudin-1、Claudin-2、Occludin和ZO-1);AB-PAS染色观察结肠上皮杯状细胞和黏蛋白的表达;免疫组化检测结肠组织中Ki-67和Muc2蛋白的表达情况;TUNEL检测结肠上皮细胞凋亡;免疫荧光检测结肠组织中Claudin-1蛋白的表达;透射电镜观察结肠上皮超微结构以及细菌原位杂交检测结肠黏膜屏障完整性,阐述吴茱萸碱粪便移植对DSS诱导的溃疡性结肠炎大鼠