摘要
目前，炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease，IBD)发病率不断升高，且具有发展为结肠癌的风险，而且常用的治疗药物不良反应多，因此亟待开展相关药物研发。雷公藤红素(Celastrol)是从中药雷公藤中提取的一种三萜类活性单体，对于IBD及结肠癌均具有明显的干预作用，但机制尚不明确。代谢组学可表征机体中内源性小分子代谢物的种类和浓度在受到疾病扰动或药物干预时的整体和动态变化，有助于对疾病机制或药物作用机制的系统研究和全面阐释。因此，本课题以代谢组学为指引，研究雷公藤红素干预IBD与结肠癌的机制及相关通路。 首先，基于葡聚糖硫酸钠酯(Dextran sulfate sodium，DSS)诱导建立溃疡性结肠炎小鼠模型，发现雷公藤红素可明显改善小鼠的溃疡性结肠炎症状:可恢复小鼠体重，缓解腹泻和直肠出血程度，改善结肠缩短，减轻炎症组织的炎症损伤，降低血清TNFα水平;接着，采用基于UPLC-Q-TOF-MS的非靶向代谢组学方法，筛选与溃疡性结肠炎相关的可能机制，发现雷公藤红素可能通过调控氨基酸代谢、脂质代谢及核酸代谢等而发挥干预结肠炎的作用。 第二，鉴于脂质代谢物在溃疡性结肠炎中发挥了重要作用，我们进一步开展了雷公藤红素干预溃疡性结肠炎的脂质组学研究。结果表明:模型组中不饱和溶血卵磷脂胆碱的水平下调，而给予雷公藤红素后其水平得到回调。溶血卵磷脂胆碱在体内可以由脂肪酸合成，于是我们进一步采用GC-MS分析了相应的脂肪酸水平，并对不饱和脂肪酸合成通路中的关键限速酶——硬脂酰辅酶A脱氢酶1(SCD1)进行qPCR分析。结果表明模型组中SCD1的水平显著下调，而雷公藤红素可以回调SCD1的表达，这迸一步呼应了脂质组学研究中的发现。 第三，为研究雷公藤红素干预结肠癌的机制，我们用雷公藤红素处理HCT116结肠癌细胞，开展了结肠癌细胞的非靶向代谢组学研究。我们发现雷公藤红素可能干预了HCT116细胞的氨基酸代谢和肉碱类代谢等通路。结合UPLC-MS/MS定量分析，我们发现色氨酸及其代谢产物犬尿素的水平在各组样本中具有显著变化;对色氨酸沿犬尿素代谢通路中的关键酶吲哚胺-2，3-双加氧酶(IDO)进行蛋白表达水平的测定，发现雷公藤红素可以显著下调IDO的表达。 综上所述，本课题基于代谢组学技术，研究了雷公藤红素对于结肠疾病的干预机制。结果表明，雷公藤红素可能通过干预氨基酸代谢、脂质代谢与核酸代谢途径而发挥抗结肠炎的作用，可能通过直接或间接的方式回调SCD1酶的表达;基于HCT116结肠癌细胞的实验结果，雷公藤红素可明显下调结肠癌细胞中IDO的表达。雷公藤红素干预IBD与结肠癌细胞的作用机制既有相同点又存在差异，这有待于进一步的研究。本研究可为雷公藤红素的进一步开发提供工作基础。
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