瑶药别旁茶总苷抗溃疡性结肠炎药效生物标志物分析及机理研究

Ulcerative colitis(UC) is a chronic inflammatory bowel disease of the incidence increased year by year. Yao Medicine Elongate Jasmine Twig and Leaf(BPC) is widely used in clinical treatment of UC. Through the preliminary study , we hypothesized that BPC total saponins are related to activation of expression of transcriptional factor pregnane X receptor(PXR) in the intestine and up-regulation metabolic enzymes of intestinal mucosa, inhibition of NF-κB inflammatory signal pathway, and Restore the integrity of Epithelial cell barrier of intestinal mucosa. Our previous study has been focusing on the action mechanism of BPC extraction on the UC through the diverse molecular biologic techniques such as qPCR, Western Blot.This proposal is to in further investigate the biomarker of the UC which is correspondent to the BPC efficacy through chemical biology approach by UPLC/Q-TOF MS, NMR and chemometrics method with R code algorithm. This investigation could be helpful to not only understand the action mechanism between total saponins of BPC and UC, but also the advancement of development for herb BPC.

溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性的非特异性炎性肠道疾病，发病率逐年上升。瑶药别旁茶广泛应用于溃疡性结肠炎的临床治疗，我们通过前期研究提出“别旁茶苷类成分可能通过特异性活化肠PXR的表达上调肠道粘膜代谢酶和抑制NF-κB炎症基因的表达，促进并恢复肠道粘膜上皮细胞屏障完整性，改善UC症状”，并且基于qPCR、Western Blot等分子生物学技术验证了上述假说。为全面阐释别旁茶抗UC作用机理，我们拟进一步从代谢组学小分子生物标志物角度，利用UPLC/Q-TOF MS、NMR技术和R语言化学计量学手段，找出与肠PXR和NF-κB炎症基因表达密切相关的脂质生物标志物，为上述假说提供新的证据，以深入全面揭示其抗UC作用机理，为民族药别旁茶的进一步研究开发打下基础。

本研究是在前期研究的基础上，计划从代谢组学生物标志物等角度研究别旁茶总苷对溃疡性结肠炎的作用机制。为我们前期已验证的假说提供新的证据。课题组首先单因素平行实验的方法确定别旁茶总苷最佳提取精制参数，对药物提取的工艺进行了优化，达到了较好的提取效果。申请了一项专利——“一种别旁茶超临界提取物的制备方法及其应用”。其次，以常规药理学指标研究别旁茶总苷对大鼠溃疡性结肠炎模型的药效，应用代谢组学原理，采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱（ UPLC/Q- TO FMS ）技术考察别旁茶总苷的代谢表型差异，进一步使用 HMDB、METLIN 等生物学数据库进行生物标志物的鉴定和代谢通路的分析，找出与肠PXR和NF-κB炎症基因表达密切相关的脂质生物标志物。在正、负离子模式下，血浆中初步鉴定了 11 个潜在的差异代谢物。与空白组比较，模型组大鼠血浆中的琥珀酸、天冬氨酸、前列腺素 E2、乙酰氧丙酮、柠檬酸、丙酮酸含量显著性升高（P<0.05）；甘氨酸、色氨酸、半乳糖、甘油磷酸胆碱、谷胱甘肽含量显著性下降（P<0.05）。给予别旁茶总苷后，这些标志物的含量均向空白组回归，说明别旁茶总苷 UC 模型大鼠异常的代谢具有调节作用。研究最后运用了体内和体外实验相结合的方法，全面阐释别旁茶抗UC作用机理，体内实验结果提示别旁茶总苷是通过改善小鼠体重减轻、结肠缩短、结肠组织炎性浸润等，同时对结肠上皮细胞间的紧密连接具有保护作用。还可以抑制小鼠结肠上皮凋亡及Stat3的磷酸化，并下调肠道组织中糖基化终产物受体（Rage）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达。体外实验结果显示别旁茶总苷单体是通过上调PXR的表达，抑制NF-kB&nbsp;p65的表达从而减少IL-8的分泌，并上调代谢酶CYP3A4、CYP1A2的表达从而起到保护肠道炎症性损伤的效果。以上的实验结果能够解释我们最初的假说，全面阐释别旁茶抗UC作用机理，为别旁茶进一步开发研究提供科学依据和奠定部分实验基础。