JAK/STAT信号通路在DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎中的作用及黄连解毒汤的干预机制研究

JAK/STAT pathway is one of the key pathways to produce UC, but the mechanism is not completely clear. Based on the previous research, Huanglian Jiedu Decoction (HLJD) has significant therapeutic effects of UC, can down-regulate the level of inflammatory cytokine in UC mice. Based on the previous findings, this project is planning to duplicate UC induced by dextran sulfate sodium (DSS) in mice, and than to detect the levels of IL-1, IL-6,TNF-alpha and activity of caspase-3, to evaluate the protein and gene expressions of p-STAT1, p-STAT3, Bcl-2, Bcl-x1, Bax via quantitative PCR and Western blot. It is aim to clarify rules of to the JAK/STAT signaling pathway in the pathogenesis of UC and influence on apoptosis regulating factor. After that, JAK/STAT signal pathway blocking agent and HLJD will be administrated to intervene the pathway in order to evaluate the therapeutic value of the pathway for UC, to explore the mechanism of HLJD in the treatment of UC. This research will exhibit important significance in exploring the new target of drugs in UC, and revealing the molecular mechanism of HLJD in treating UC.

JAK/STAT通路是引起溃疡性结肠炎（UC）的关键通路，具体机制尚未完全明确。黄连解毒汤（HLJD）具有UC治疗作用，能下调炎症因子水平。基于此发现，本研究拟建立葡聚糖硫酸钠（Dsextran sulphate sodium，DSS）诱导的小鼠UC模型，采用定量PCR、Western blot等技术，测定IL-1、IL-6、TNF-α等因子水平，测定JAK/STAT通路中p-STAT1、p-STAT3蛋白表达的变化，测定凋亡调控因子Bcl-2、Bcl-x1、Bax的基因和蛋白表达以及Caspase-3活性，阐明JAK/STAT信号通路UC发病过程中的激活规律及对凋亡调控因子的影响。此后，观察分别应用JAK/STAT通路阻断剂和HLJD干预后上述指标的变化情况，评价该通路对UC的治疗价值，揭示HLJD治疗UC的机制。本研究对于UC药物新靶标的发现及HLJD治疗UC分子机制，具有重大意义。

溃疡性结肠炎（UC）以肠道炎症、黏膜损伤为特点，抗炎、止血与促溃疡愈合是UC治疗的关键手段。JAK/STAT通路是一条参与细胞病理状态下促进炎症性疾病的发生发展的最主要、最重要的信号通路。清热解毒经典方，黄连解毒汤（HLJD），具有显著抗UC疗效，可能与其下调包括IL-6在内的细胞因子水平有关。申请者提出“JAK/STAT通路的激活引起该通路关键蛋白表达异常，导致细胞凋亡失控，参与了UC的发生发展，HLJD通过干预上述途径改善UC”的研究假说。在国家自然科学基金委的资助下，为验证上述假说，课题组拟通过复制葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎模型，给予HLJD干预后，通过WB、IHC检测JAK2/STAT3通路蛋白及凋亡相关蛋白的变化，并采用Jak2阻断剂AG490、mTOR阻断剂雷帕霉素研究HLJD的作用机制。结果发现：（1）UC小鼠Jak2/STAT3通路中Jak2、STAT3蛋白表达显著上调，mTOR通路中Atk、p-Akt蛋白表达显著上调，mTOR、p-mTOR蛋白下调，细胞凋亡程度增加，最终导致炎症出现、黏膜难愈合；（2）HLJD可以通过调控Jak2/Stat3和mTOR通路异常表达蛋白，促进结肠腺体细胞的增生，抑制结肠腺体细胞凋亡，减少胶原蛋白沉积，最终发挥抗炎、促黏膜愈合的作用，达到缓解DSS诱导的结肠黏膜急性损伤的目的。通过本研究，我们认为“清热解毒”药物治疗UC是合理的，在一定程度上阐明“清热解毒法治疗UC”的作用机理，同时为抗UC清热解毒新药的研发和临床应用提供重要依据。此外，课题组通过本项目积累的技术基础，还做了以下研究：探索芒果苷、龙血竭治疗UC的作用和机理，发现龙血竭治疗UC的效果非常好，有开发成新药的潜力；对四方藤复方治疗类风湿性关节炎的作用机理进行研究；对结肠癌标志物进行高通量筛选，为研究结肠炎相关结肠癌（CAC）积累必要的基础。总之，在4年的研究过程中，项目能按进度完成预期的研究内容，最终发表中文核心期刊文章4篇，SCI投稿2篇，培养硕士研究生2人。目前，课题组仍然对龙血竭治疗UC作用机制深入研究，为龙血竭开发成治疗UC的新药提供依据。