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研究文章

一种中药灌肠方通过抑制肠胶质细胞活化缓解溃疡性结肠炎 通过 S100β/RAGE/NF-κB 通路

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DOI:

10.3791/69571

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2025年11月28日

本文内容

摘要

一种结合使用的草药灌肠配方 Sanguisorba officinalis, 白及,以及 Acacia catechu 采用LC-MS/MS分析、S100β分子对接、DSS结肠炎模型及LPS/IFN-γ激活的肠胶质细胞进行评价。该配方可作用于S100β,抑制胶质细胞活化,并降低p-NF-κB/iNOS表达,表明具有改善作用 通过 S100β-RAGE-NF-κB 轴

摘要

肠胶质细胞(EGCs)的活化参与溃疡性结肠炎(UC)的发病机制。本研究探讨了中药灌肠剂 dibai 灌肠液(DBE)——一种由多种草药组成的灌肠制剂—— 地榆, 白及,以及儿茶提取物调节EGC诱导的炎症。通过LC-MS/MS分析DBE的成分并筛选关键化合物,将其与S100β进行分子对接。在葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型中,通过体重变化、结肠长度、组织病理学评分及细胞因子水平(ELISA)评估其疗效。胶质细胞活化标志物通过免疫组织化学、免疫荧光共定位、定量PCR(qPCR)和免疫印迹法进行检测。一项 体外 采用CRL-2690肠胶质细胞模型,以脂多糖联合干扰素-γ激活细胞,并以含DBE的大鼠血清(15%)作为干预条件。分子对接预测多种DBE成分与S100β具有较强的结合能力。DSS处理可上调TNF-α和IL-1β表达,破坏紧密连接结构,并在mRNA和蛋白水平均升高S100β/GFAP表达,符合胶质细胞过度激活的特征;DBE显著逆转了上述变化。 体外DBE降低了S100β、RAGE、iNOS(NOS2)以及磷酸化的NF-κB p65。综上所述,DBE似乎通过抑制肠胶质细胞活化并下调S100β/RAGE/NF-κB/iNOS信号轴,从而保护黏膜完整性,缓解溃疡性结肠炎。

引言

溃疡性结肠炎(UC)是炎症性肠病(IBD)的主要亚型之一,其特征为结肠黏膜的慢性炎症,自1990年以来全球疾病负担持续上升,UC在新发IBD病例中占相当大的比例1,2。典型临床表现包括腹痛和血性腹泻,可导致显著的躯体与心理痛苦,并带来高昂的治疗费用3。尽管治疗手段已有所扩展,但长期使用抑制全身免疫的免疫调节剂和生物制剂会增加淋巴瘤和机会性感染的风险,且部分患者仍表现为难治性或不耐受4。目前普遍认为UC是一种免疫介导的疾病,黏膜免疫稳态的破坏在其发病机制中起核心作用5。然而,越来越多的证据表明,仅靠黏膜免疫机制不足以解释IBD的所有特征;肠神经系统(ENS)参与肠道炎症过程,从而将IBD的疾病概念扩展至神经性炎症6。

肠胶质细胞(EGCs)在成年哺乳动物中数量超过肠神经元,现已被认为是肠道稳态和炎症的关键调控者7,8肠胶质细胞通过释放GDNF、TGF-β1、S100β和15d-PGJ2等介质调节上皮屏障功能,从而影响通透性和黏膜完整性

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方案

所有动物实验均经北京中医药大学动物伦理委员会批准 [BUCM-2023-0912],并依照机构及国家关于实验动物护理与使用的指南进行。本研究未涉及人类受试者。
所用试剂与设备详见材料表。

1. 试剂与材料

实验全程使用分析纯溶剂和分子生物学级试剂。所有商业信息,包括生产厂家、目录编号和软件许可详情,均在材料表(xlsx)中提供。所有配制用水均为去离子过滤水。所有缓冲液均新鲜配制,或按照下述条件储存。

2. 仪器设备与软件设置

使用配备四极杆飞行时间质谱仪的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)系统;带水平转子的冷冻离心机;维持在 37 °C、5% CO₂ 和 ≥95% 相对湿度条件下的 CO₂ 培养箱;酶标仪(450 nm);实时荧光定量 PCR 仪;电泳及印迹装置;以及配备固定激发/发射滤光片的荧光显微镜。仪器控制和数据分析分别采用 MassLynx v4.2 软件处理色谱和质谱数据,采用 AutoDock 4.2 及 AutoDockTools 1.5.7 进行分子对接分析。图像分析使用 ImageJ/Fiji v1.53 软件完成。

3. 白地灌肠液(DBE)的制备

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结果

DBE组分的鉴定及含药血清的制备

LC-MS/MS 鉴定出 DBE 中 105 种独特的化学成分,质量误差 < 10 ppm。鉴定结果通过分子式、同位素分布模式和碎片匹配得到确认。主要成分类别包括三萜类、黄酮类、联菲类和有机酸类。含药血清经空白扣除后检出 59 种源自 DBE 的成分。代表性总离子流图见图 1A、B,完整的注释信息(名称、分子式、实测 m/z 值、保留时间、误差及主要碎片)见补充表 1。选取五种具有生物活性的化合物——肉桂酸、大黄素、金丝桃苷、3,4-二羟基苯甲酸和杜鹃花酸——作为优先研究对象,进行分子对接和机制分析20,21。

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讨论

溃疡性结肠炎(UC)是一种病因复杂的慢性炎症性肠病。除了免疫反应失调、肠上皮屏障功能障碍和肠道微生物群失衡已被广泛认可为致病因素外,肠神经系统(ENS)的异常也日益被认为是推动UC进展的关键因素23。具体而言,ENS在结构和功能上的紊乱均可加剧黏膜炎症和疾病严重程度24。此外,临床前研究表明,在UC模型中抑制肠胶质细胞(EGC)的活化可减轻肠道炎症及类焦虑行为25。这些发现表明EGC活化是UC发病机制中的一个核心驱动因素26。

本研究聚焦于S100β,这是一种钙结合蛋白,既可作为神经精神障碍的生物标志物,又在肠胶质细胞(EGC)驱动的病理过程中发挥促炎介质的作用27。通过LC-MS/MS对DBE的化学成分进行表征,鉴定出五种具有明确神经保护和抗炎作用的生物活性成分,而其他大多数化合物则表现出抗菌和免疫调节活性。为了进一步理解DBE如何影响EGC,.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本研究得到了国家中医药管理局高水平重点学科建设项目(ZYYSZX-2023256)的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
AutoDock 4.2分子对接软件-The Scripps Research Institute
葡聚糖硫酸钠(DSS)用于诱导小鼠结肠炎的化学试剂9011-18-1Sigma-Aldrich
滴百灌肠液(DBE)用于溃疡性结肠炎治疗的中药复方制剂-北京中医药大学
DMEM(杜尔伯科改良伊格尔培养基)细胞培养基11965-092Thermo Fisher
胎牛血清(FBS)细胞培养添加剂16000-044Thermo Fisher
荧光显微镜用于免疫荧光成像的仪器-Olympus
LC-MS/MS 系统用于液相色谱-质谱分析的质谱仪-Waters Corporation
脂多糖(LPS)细胞培养中炎症诱导剂L2630Sigma-Aldrich
PCR 扩增仪用于定量 PCR 的设备T100Bio-Rad
一抗(S100)用于检测 S100 蛋白的抗体ABC1234Abcam
蛋白定量试剂盒(BCA)蛋白浓度测定试剂盒23225Thermo Fisher
重组干扰素-(IFN)用于细胞培养中 EGC 激活的细胞因子-Sigma-Aldrich
二抗(HRP 标记)用于免疫组织化学的二抗XYZ5678Thermo Fisher
柳氮磺吡啶(SASP)溃疡性结肠炎的阳性对照药物-Sigma-Aldrich
Western blot 设备用于蛋白质分析的电泳系统-Bio-Rad

参考文献

  1. Lin, D., et al. Global, regional, and national burden of inflammatory bowel disease, 1990-2021: Insights from the global burden of disease 2021. Int J Colorectal Dis. 39 (1), 139(2024).
  2. Le Berre, C., Honap, S., Peyrin-Biroulet, L. Ulcerative colitis.

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肠神经胶质细胞S100β通路RAGE信号NF-κB激活DSS结肠炎模型免疫组织化学细胞因子水平紧密连接

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