IBS模型大鼠“脑-肠-菌轴”病理特征及痛泻要方疗效机理研究

The Qi-Zhi theory represents the integrated health and disease notion of TCM. Exploration of the pathological rule of Qi-Zhi stress may serve to promote the development of the biological-pschological-social medicine. As a typical and extensive Qi-Zhi disease, irritable bowel syndrome (IBS) has been established as a brain-gut axis disorder. However, it ignore the intensive interactions between intestine flora and the the brain-gut axis. Based on the brain-gut-enteric microbiota axis (BGMA),we propose here a novel idea to probe the pathology of IBS and pharmological mechanism of a classical TCM formula, Tong-Xie-Yao-Fang. The rat model will be obtained by chronic unpredictable mild stress (CUMS) combined with TCM factors of relevant Zheng. Observation will be focused on the intestine flora to disturb the key elements of the brain-gut axis. Advanced combination of techniques such as open field test,Real time PCR, UPLC-MS-NMR,Multi-ELISA,16s rRNA sequencing will be employed to detect the construct and function of gut flora, host-microbiota cometabolism, functions of central and enteric nerve system, enteric hormones and innate immunology state of intestine. Such endeavor may contribute to the based studies and clinic application of TCM on the IBS.

情志学说是中医形神整体健康观、疾病观的重要体现，揭示其生物学基础将引领生物-心理-社会医学模式发展。作为典型而常见的情志病，肠易激综合征(IBS)脑肠轴异常已成为共识；但肠道菌群与脑肠轴的密切交互作用机制尚缺乏研究。本课题基于脑肠菌轴(BGMA)更完整之研究视野,以慢性轻度不可预见性应激脾胃湿热泄泻型IBS模型大鼠为载体，以肠道菌群失调干扰脑肠轴为研究切入点，以痛泻要方为药物反证，采用旷场测试、定量PCR、免疫组化、UPLC-MS-NMR、多重ELISA、16s rRNA测序等方法, 发掘IBS肠道菌群结构与功能之病理变化模式，解析宿主-肠道菌群共代谢谱，揭示与肠道菌群紊乱密切关联的脑区与迷走神经活性、肠道激素特征，确立BGMA交流异常之恶性循环乃IBS核心病理环节，阐释痛泻要方的调控节点和调节模式，构建基于BGMA的功能性肠病中医药研究平台，创立中药良性调控BGMA新学说。

肠易激综合征(IBS)是一种典型而常见的情志病，脑肠轴异常已成为共识，但肠道菌群与脑肠轴的密切交互作用机制尚缺乏研究。本研究基于脑肠菌轴（Brain-gut-enteric microbiota axis, BGMA）出发，以慢性轻度不可预见性应激脾胃湿热泄泻型IBS模型大鼠为载体，以肠道菌群失调干扰脑肠轴为研究切入点，以痛泻要方为药物反证，采用体重增长率、Bristol粪便性状评分、腹壁回撤反射评分、敞箱实验评分等进行模型鉴定和药物疗效评价；采用免疫组化方法检测大鼠海马区、结肠组织情志相关脑肠肽CHAT、NOS、VIP、FOS的变化及药物影响；采用RT-PCR方法检测肠道菌群合成神经递质的活性物质色氨酸合成酶基因表达变化及药物影响；采用Illumina高通量测序平台进行宏基因组测序和分析，通过Blast等比对软件对基因进行NR物种分类、COG、KEGG功能注释，探讨痛泻要方对肠道菌群种类及蛋白、代谢通路功能的影响。得出以下重要结果：1.IBS模型大鼠体重增长率降低（P<0.05），精神萎靡、易激惹，弓背，倦怠蜷卧，反应迟钝，活动减少，检测Bristol粪便性状评分、AWR评分均明显增加（P<0.05），敞箱实验评分明显低于正常对照组（P<0.05）。2.免疫组化检测结果显示：IBS模型大鼠海马区、结肠组织CHAT、c-Fos、VIP表达明显增加（P<0.05），NOS表达明显降低（P<0.05），痛泻要方能明显减少CHAT、c-Fos、VIP表达（P<0.05），增加NOS表达（P<0.05）。3.实时定量PCR检测结果显示：IBS模型大鼠肠道菌群色氨酸合成酶基因表达显著降低（P<0.05），痛泻要方治疗14天后，色氨酸合成酶基因表达显著升高（P<0.05）。4.肠道菌群宏基因组测序和分析结果显示：IBS模型大鼠肠道类杆菌门（Bacteroidia）丰度降低、梭状芽孢杆菌门（Clostridia）丰度升高；IBS模型大鼠肠道菌群在能量的产生和转化、氨基酸的转运和代谢、碳水化合物的转运和代谢、酶的转运和代谢、脂质的转运和代谢功能COG蛋白功能聚类降低。结论：IBS的发病除与脑肠肽调节紊乱有关外，肠道菌群结构、蛋白功能及代谢通路改变也是IBS的重要发病机制之一。“脑-肠-菌”轴异常是IBS发病的重要病理基础。痛泻要方可能正是通过对“脑-肠-菌轴”的调节来发挥作用。