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大黄素对右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎的治疗作用及机制研究

王庆泊 乔子洋 赵志萍 宋文奇 司志燕

王庆泊, 乔子洋, 赵志萍, 宋文奇, 司志燕. 大黄素对右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎的治疗作用及机制研究[J]. 昆明医科大学学报.
引用本文: 王庆泊, 乔子洋, 赵志萍, 宋文奇, 司志燕. 大黄素对右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎的治疗作用及机制研究[J]. 昆明医科大学学报.
Qingbo WANG, Ziyang QIAO, Zhiping ZHAO, Wenqi SONG, Zhiyan SI. Therapeutic Effects and Mechanisms of Emodin on Dextran Sulfate Sodium-Induced Ulcerative Colitis in Mice[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Qingbo WANG, Ziyang QIAO, Zhiping ZHAO, Wenqi SONG, Zhiyan SI. Therapeutic Effects and Mechanisms of Emodin on Dextran Sulfate Sodium-Induced Ulcerative Colitis in Mice[J]. Journal of Kunming Medical University.

大黄素对右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎的治疗作用及机制研究

基金项目: 河北省中医药管理局科研计划项目(2024194)
详细信息
    作者简介:

    王庆泊(1985~),河北邯郸人,硕士研究生,主治医师,主要从事消化道疾病的基础与临床研究工作

    通讯作者:

    乔子洋,E-mail:13786107943@163.com

  • 中图分类号: R285.5

Therapeutic Effects and Mechanisms of Emodin on Dextran Sulfate Sodium-Induced Ulcerative Colitis in Mice

  • 摘要:   目的  探讨大黄素(emodin,EMO)对右旋糖酐硫酸钠(dextran sodium sulfate,DSS)诱导小鼠溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)的治疗作用及机制。  方法  DSS诱导UC小鼠模型,检测体重、结肠长度和组织病理学变化;酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10)及髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)的水平;通过蛋白质免疫印迹(Western blot)分析Toll样受体4(toll-like receptor 4,TLR4)/髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)/核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)信号通路相关蛋白的表达;利用流式细胞术评估辅助性T细胞17(t helper 17,Th17)与调节性T细胞(regulatory t cell,Treg)的比例;16S rDNA测序评估肠道菌群组成。  结果  与正常组相比,DSS组小鼠体重显著下降、结肠长度缩短并出现明显组织学损伤(P < 0.001)。EMO干预尤其是高剂量组可剂量依赖性改善体重和结肠损伤(P < 0.05)。ELISA显示,EMO降低TNF-α、IL-1β、IL-6并升高IL-10水平(P < 0.05);Western blot提示EMO抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路异常激活并恢复IκBα表达(P < 0.05);流式检测发现EMO降低Th17比例、升高Treg比例(P < 0.05);菌群分析显示EMO改善DSS诱导的菌群失调,增加有益菌相对丰度(P < 0.05)。  结论  EMO通过调控TLR4/MyD88/NF-κB通路、恢复Th17/Treg平衡及维持菌群稳态,有效改善DSS诱导的UC炎症反应和肠道损伤,为其作为UC潜在治疗药物提供理论依据。
  • 图  1  EMO治疗对DSS诱导小鼠体重和结肠长度的影响(x̄±s,n=3

    A:不同处理组小鼠体重变化趋势图;B:不同处理组小鼠结肠外观形态;C:不同处理组小鼠结肠长度定量分析。与Control组相比,**P < 0.01,***P < 0.001;与DSS组相比,#P < 0.05,###P < 0.001。

    Figure  1.  Effects of EMO treatment on body weight and colon length in DSS induced mice(x̄±s,n=3

    图  2  不同处理组小鼠结肠组织病理学变化(H&E染色,×100)

    黑色箭头指示隐窝结构(肠腺);红色箭头指示炎性细胞聚集区域;蓝色箭头标记固有层内特定结构;红/黑色三角形箭头标注上皮细胞层。

    Figure  2.  Histopathological changes in colonic tissues of mice from different groups (H&E staining,×100)

    图  3  不同处理组小鼠结肠组织中炎症因子及MPO活性水平变化($\bar x \pm s $,n = 8)

    A:各组IL-1β含量比较;B:各组TNF-α含量比较;C:各组IL-6含量比较;D:各组MPO含量比较;E:各组IL-10含量比较。与Control组相比,*P < 0.05;与DSS组相比,#P < 0.05。

    Figure  3.  Changes in inflammatory cytokines and MPO activity in colonic tissues of mice from different groups ($\bar x \pm s $,n = 8)

    图  4  EMO对结肠炎小鼠TLR4/MyD88/NF-κB通路相关蛋白表达的影响

    A:各组蛋白电泳图;B:各个基因p-IκBα、IκBα、TLR-4、MyD88、p65蛋白统计学分析。与Control组相比,*P < 0.05;与DSS组相比,#P < 0.05。

    Figure  4.  Effect of EMO on the expression of TLR4/MyD88/NF-κB pathway-related proteins in colonic tissues of mice with colitis

    图  5  不同处理组小鼠肠道菌群在门和属水平的相对丰度分布

    A:小鼠肠道菌群在门水平的相对丰度分布;B:小鼠肠道菌群在属水平的相对丰度分布。

    Figure  5.  Relative abundance distribution of gut microbiota at the phylum and genus levels in different groups of mice

    图  6  各组小鼠肠道菌群α多样性指数比较

    A:各组observed species指数分析比较;B:各组chao指数分析比较;C:各组ace指数比较;D:各组Shannon指数分析比较;E:各组Simpson指数分析比较。与Control组相比,###P < 0.001;与DSS组相比,*P < 0.05,**P < 0.01。

    Figure  6.  Comparison of gut microbiota α-diversity indices among groups of mice

    图  7  肠道菌群β多样性PCoA分析

    Figure  7.  Principal coordinates analysis (PCoA) of gut microbiota β-diversity

    表  1  各组Th17和Tregs细胞比例($\bar x \pm s $,%,n = 8)

    Table  1.   Proportions of Th17 and Treg cells in each group ($\bar x \pm s $,%,n = 8)

    组别Th17Tregs
    Control0.33 ± 0.034.17 ± 0.26
    DSS0.52 ± 0.03*3.60 ± 0.29*
    SASP0.81 ± 0.02*2.19 ± 0.30*
    L-EMO0.64 ± 0.02#3.54 ± 0.27#
    M-EMO0.53 ± 0.02#3.74 ± 0.14#
    H-EMO0.50 ± 0.04#3.90 ± 0.24#
    F38.7225.83
    P<0.001<0.001
      注:与Control组相比,*P < 0.05;与DSS组相比,#P < 0.05。
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    表  2  各组小鼠肠道菌群在属水平的相对丰度变化($\bar x \pm s $,%,n = 8)

    Table  2.   Relative abundance of gut microbiota at the genus level in each group of mice ($\bar x \pm s $,%,n = 8)

    组别 Muribaculaceae Muribaculaceae Lactobacillus Bacteroides
    Control 0.29 ± 0.05 0.005 ± 0.001 0.22 ± 0.03 0.030 ± 0.005
    DSS 0.19 ± 0.03* 0.150 ± 0.020* 0.06 ± 0.02* 0.180 ± 0.030*
    SASP 0.38 ± 0.06# 0.015 ± 0.005# 0.17 ± 0.03# 0.061 ± 0.010#
    L-EMO 0.55 ± 0.08# 0.006 ± 0.003# 0.12 ± 0.02# 0.063 ± 0.011#
    M-EMO 0.45 ± 0.07# 0.006 ± 0.001# 0.21 ± 0.03# 0.025 ± 0.002#
    H-EMO 0.46 ± 0.07# 0.001 ± 0.001# 0.17 ± 0.03# 0.071 ± 0.015#
    F 42.18 38.92 25.64 31.07
    P <0.001 <0.001 <0.001 <0.001
      与Control组相比,*P < 0.05;与DSS组相比,#P < 0.05。
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