黄连素调节肠道菌群干预TLRs通路对糖尿病肠道炎症和屏障的作用及机制研究

Coptis and berberine has been the important component of traditional Chinese medicine in the treatment of diabetes and its complications, we early preliminary experiments have verified the berberine can really improve the intestinal barrier, but berberine bioavailability is extremely low, it is difficult to into the blood after oral, all excrete with faeces in the form of technical, so what is the mechanism of berberine improve the intestinal barrier , and further experiments we found that the berberine can significantly change the structure of intestinal flora, so we propose a hypothesis berberine changing the structure of intestinal flora, reduce opportunistic pathogens (perhaps), inhibit the expression of TLRs pathways, (perhaps) increase the short chain fatty acid bacteria, (or both) and so reduce the intestinal inflammation, to improve the intestinal barrier function, this project intends to further the metagenomic technology, system to investigate the berberine of DM mice model of intestinal flora change characteristics and its mechanism. Expectations of this scientific problem, can through regulating intestinal flora, restore the DM state of intestinal inflammation, improve the intestinal barrier function, achieve the purpose of delaying the DM and the complications, it is of great theoretical and application value.

黄连和黄连素一直是中药中治疗糖尿病和其并发症的重要组成，我们前期的预实验也验证了黄连素确实能够改善肠道屏障，但黄连素生物利用度极低，口服后很难入血，全部以原药形式随粪便排出体外，那么黄连素改善肠道屏障的机制是什么，再进一步预实验中我们发现黄连素可以明显改变肠道菌群结构，结合目前的菌群研究，我们提出假说黄连素通过改变肠道菌群的结构，（或许）减少机会致病菌，抑制TLRs通路的表达，（或许）增加产短链脂肪酸菌，（或者两者兼有）从而减轻肠道的炎症反应，达到改善肠道屏障的作用，本项目拟进一步采用宏基因组技术，系统探讨黄连素对DM小鼠模型肠道菌群改变特征及其机制。期望对这一科学问题的阐述，可以通过调控肠道菌群，恢复DM状态下肠道炎症，改善肠屏障功能，达到延缓DM和并发症的目的，具有重大的理论及应用价值。

背景：糖尿病（DM）是一种代谢性疾病，可累及全身的各个组织器官，DM可出现肠黏膜结构和功能以及肠道菌群的明显异常，而肠道菌群的改变是引起肠屏障功能受损、肠通透性增高、肠道有害物质吸收增加的原因，可能加速了 DM 的进程及并发症的发生。.内容：我们模拟小鼠DE模型，研究各组小鼠肠道炎症通路和肠屏障蛋白标志分子的表达情况，并评价肠屏障功能和粪便中短链脂肪酸的含量，系统阐明上述标志分子的表达变化及信号通路活性的改变，采用高通量测序对各组小鼠的肠道菌群结构及功能系统而全面的分析，研究糖尿病肠道菌群紊乱与疾病发生的规律和模式，解析菌群失调与糖尿病肠病的关系，微生态失衡对宿主的影响及机制。探索黄连素对糖尿病肠病肠道菌群改变的作用和机制，以及防治糖尿病肠病方法，为今后将实验成果应用于临床提供研究基础。.结果:我们发现黄连素可以减轻db/db小鼠的体重和血糖，下调了TLR通路中TLR2,TLR4,IKKα,IKBα,TNF-α,和NF-κB的表达，可以降低LPS的浓度，上调肠道的屏障蛋白ZO1和OCCLUDIN的表达，恢复肠道上皮结构完整。我们分析了小鼠肠道粪便的肠道菌群DNA的测序，黄连素降低肠道菌群的丰富性和多样性，在进一步的详细分析表明，黄连素增加了部分有益菌、产短链脂肪酸菌等，降低了部分有害菌和机会致病菌的数量，并且通过对于肠道粪便中短链脂肪酸含量的检测我们考虑黄连素的作用可能与其增加产SCFA菌的数量有关。最后我们验证了普拉梭菌及其代谢产物抗炎分子对肠道炎症及肠道屏障的恢复作用。.意义：本次研究将以DM肠道菌群失调为切入点，系统的探讨黄连素对DM小鼠肠道菌群和肠屏障的作用和机制，为开发改善DE、改善肠屏障功能提供新的手段，为中医药走上国际打下坚实的基础。