基于代謝組學(xué)研究雷公藤紅素干預(yù)結(jié)腸疾病的作用機(jī)制.pdf

1、目前，炎癥性腸病(Inflammatory Bowel Disease，IBD)發(fā)病率不斷升高，且具有發(fā)展為結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)，而且常用的治療藥物不良反應(yīng)多，因此亟待開展相關(guān)藥物研發(fā)。雷公藤紅素(Celastrol)是從中藥雷公藤中提取的一種三萜類活性單體，對(duì)于IBD及結(jié)腸癌均具有明顯的干預(yù)作用，但機(jī)制尚不明確。代謝組學(xué)可表征機(jī)體中內(nèi)源性小分子代謝物的種類和濃度在受到疾病擾動(dòng)或藥物干預(yù)時(shí)的整體和動(dòng)態(tài)變化，有助于對(duì)疾病機(jī)制或藥物作用機(jī)制的系統(tǒng)研

2、究和全面闡釋。因此，本課題以代謝組學(xué)為指引，研究雷公藤紅素干預(yù)IBD與結(jié)腸癌的機(jī)制及相關(guān)通路。
　　首先，基于葡聚糖硫酸鈉酯(Dextran sulfate sodium，DSS)誘導(dǎo)建立潰瘍性結(jié)腸炎小鼠模型，發(fā)現(xiàn)雷公藤紅素可明顯改善小鼠的潰瘍性結(jié)腸炎癥狀:可恢復(fù)小鼠體重，緩解腹瀉和直腸出血程度，改善結(jié)腸縮短，減輕炎癥組織的炎癥損傷，降低血清TNFα水平;接著，采用基于UPLC-Q-TOF-MS的非靶向代謝組學(xué)方法，篩選與潰瘍性結(jié)

3、腸炎相關(guān)的可能機(jī)制，發(fā)現(xiàn)雷公藤紅素可能通過調(diào)控氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝及核酸代謝等而發(fā)揮干預(yù)結(jié)腸炎的作用。
　　第二，鑒于脂質(zhì)代謝物在潰瘍性結(jié)腸炎中發(fā)揮了重要作用，我們進(jìn)一步開展了雷公藤紅素干預(yù)潰瘍性結(jié)腸炎的脂質(zhì)組學(xué)研究。結(jié)果表明:模型組中不飽和溶血卵磷脂膽堿的水平下調(diào)，而給予雷公藤紅素后其水平得到回調(diào)。溶血卵磷脂膽堿在體內(nèi)可以由脂肪酸合成，于是我們進(jìn)一步采用GC-MS分析了相應(yīng)的脂肪酸水平，并對(duì)不飽和脂肪酸合成通路中的關(guān)鍵限速酶——

4、硬脂酰輔酶A脫氫酶1(SCD1)進(jìn)行qPCR分析。結(jié)果表明模型組中SCD1的水平顯著下調(diào)，而雷公藤紅素可以回調(diào)SCD1的表達(dá)，這迸一步呼應(yīng)了脂質(zhì)組學(xué)研究中的發(fā)現(xiàn)。
　　第三，為研究雷公藤紅素干預(yù)結(jié)腸癌的機(jī)制，我們用雷公藤紅素處理HCT116結(jié)腸癌細(xì)胞，開展了結(jié)腸癌細(xì)胞的非靶向代謝組學(xué)研究。我們發(fā)現(xiàn)雷公藤紅素可能干預(yù)了HCT116細(xì)胞的氨基酸代謝和肉堿類代謝等通路。結(jié)合UPLC-MS/MS定量分析，我們發(fā)現(xiàn)色氨酸及其代謝產(chǎn)物犬尿素的

5、水平在各組樣本中具有顯著變化;對(duì)色氨酸沿犬尿素代謝通路中的關(guān)鍵酶吲哚胺-2，3-雙加氧酶(IDO)進(jìn)行蛋白表達(dá)水平的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)雷公藤紅素可以顯著下調(diào)IDO的表達(dá)。
　　綜上所述，本課題基于代謝組學(xué)技術(shù)，研究了雷公藤紅素對(duì)于結(jié)腸疾病的干預(yù)機(jī)制。結(jié)果表明，雷公藤紅素可能通過干預(yù)氨基酸代謝、脂質(zhì)代謝與核酸代謝途徑而發(fā)揮抗結(jié)腸炎的作用，可能通過直接或間接的方式回調(diào)SCD1酶的表達(dá);基于HCT116結(jié)腸癌細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，雷公藤紅素可明顯下調(diào)