基于肠道菌群和代谢组学的“西帕依溃结安-短链脂肪酸”协同作用机制研究

Ulcerative colitis (UC) is a long sick time easily recurrent and widely distributed disease, the treatment is not effective. Xipayi kuijiean enema (KJA) is a traditional prescription widely used Uighur medicine hospital in treatment of UC. Previous studies found that KJA and intestinal flora fermentation product - short-chain fatty acids (SCFAs) has a synergistic effect of anti-UC. This application is focused on two section: Where is the synergistic effect of KJA and SCFAs come from? What is the material basis of KJA and SCFAs in treatment of UC? Prepared to carry out the following four aspects: 1 Molecular biology will be used to analyze network between the KJA and its products, SCFAs, Treg, TGF-β, IL-10, TNF-α, IL-12; 2 By metagenomic sequencing, PCR-DGGE etc will be used in analysis of synergy mechanism from the angle of the intestinal flora; 3 Through the analysis of metabolites in biological samples, and screen metabolic profiling and targets related metabolites from UC; 4 a comprehensive analysis of molecular biology, intestinal microflora and metabolomics etc will be used, verify the reason of KJA and SCFAs synergies mechanism and determine material basis. This application implementation will explore new ideas and approaches for the treatment of UC, Help the classic uygur medicine shined.

溃疡性结肠炎（UC）的病程长、易反复，病变范围广，疗效不尽人意。西帕依溃结安灌肠液(溃结安)系维吾尔医医院广泛使用治疗UC的传统验方。前期研究发现，溃结安和肠道菌群发酵的产物——短链脂肪酸（SCFAs）具有协同抗UC的作用。本申请重点解决以下两个问题：溃结安和SCFAs的协同作用从何而来？溃结安和SCFAs治疗UC的物质基础是什么？拟开展以下四方面工作：1、通过分子生物学的手段分析溃结安及其分离产物、SCFAs、Treg、TGF-β、IL-10、TNF-α、IL-12等之间的网络关联；2、通过宏基因组测序、PCR-DGGE等手段从肠道菌群的角度分析协同作用机制；3、通过对生物样品代谢物的分析，从代谢物中筛选与UC相关的代谢物靶标和代谢轮廓；4、综合分析研究结果，验证溃结安-SDFAs产生协同作用的原因并确定物质基础。本申请的实施将为UC的治疗开拓新的思路和途径，帮助经典维药焕发新的光彩。

新疆少数民族药西帕依固龈液和西帕依溃结安都是由没食子单味药制备而成，其中西帕依溃结安有显著的治疗结肠炎的作用。本工作是在小组发现没食子除了抗炎作用外还具有抗菌作用。我们想从炎症的发生角度和肠道菌群的角度分析没食子抗溃疡性结肠炎作用的由来。因此，我们开展了没食子的生药学鉴定工作；没食子的有效成分分离与鉴定工作；从网络药理学的角度分析没食子的抗炎作用；从肠道菌群的角度分析没食子对细菌的作用及其对溃疡性结肠炎的影响，从代谢组学的角度分析没食子的作用机理。我们发现通过液质联用技术可以十分快速的分析没食子中的多酚类化合物，这些在色谱图上观测到的多酚类化合物和其他鉴定出来的成分占到总峰面积的95%以上，为后续的工作开展奠定了基础。本小组成功制备了结肠炎模型，通过该模型分析出没食子抗炎的机制和NF-κB信号通路密切相关，通过质谱引导的高效液相分离系统分离并确定的抗溃疡性结肠炎的有效部位。利用16s-RNA测序的方法测定出没食子对短链脂肪酸产生的细菌和被认为的好细菌有很好的促进生长作用，与此同时没食子对通常意义的坏细菌有明显的杀伤作用。代谢组学测定结果表明受到没食子影响的代谢通路主要集中在糖代谢、氨基酸代谢上，对脂质代谢、核酸代谢等的影响相对较小。具体表现为：模型大鼠的短链脂肪酸，氨基酸的含量在粪便中显著增加。该药材是新疆少数民族习用药材，对其机理研究对后续的药物开发起到了有益参考，为富含单宁类的药物分析与研究提供了可以借鉴的工作思路，推进了西帕依溃结安的药效学研究，为研究者深入研究没食子提供了肠道菌群方面的思路。