摘要
溃疡性结肠炎（Ulcerativecolitis，UC）是一种慢性、进行性、非特异肠道炎症性疾病。腹泻、弥漫性肠粘膜炎症、便血等是其典型的病理特征。UC是难治愈性炎症性肠病之一，发病机制至今未明。研究发现UC与抑郁共同发病较为多见，深入了解其发病机制，对于治疗靶点的发现以及有效药物的挖掘具有重要意义，也是亟待解决的科学问题。膳食营养干预是一种较为理想的非药物缓解UC策略，多种生物活性因子被发现并应用于UC的治疗过程中。 虾青素（Astaxanthin，AST）具有免疫调节、抗炎、抗氧化等多种生物活性，在UC治疗中具有较大的潜力。但是性质活泼、稳定性较差，在光照、高温等条件下易分解的缺点，限制了AST的应用。因此，探索合适的递送体系是提高虾青素稳定性与生理功效的重要手段。 壳聚糖（Chitosan，CS）是一种天然碱性多糖，常作为生物活性因子的递送载体。本论文以壳聚糖为壁材，通过纳米自组装的方法构建壳聚糖-虾青素纳米粒子，并对该纳米粒子进行结构表征。然后利用葡聚糖硫酸钠（Dextransulfatesodium，DSS）建立急性溃疡性结肠炎小鼠模型，探究壳聚糖-虾青素纳米粒子对UC的改善作用，最后揭示壳聚糖-虾青素纳米粒子改善UC及其伴随的抑郁样行为的作用机制。 本文主要研究内容如下： （1）以壳聚糖为载体，通过自组装纳米技术，制备出了稳定、均一的壳聚糖-虾青素纳米粒子。分别研究了壳聚糖与虾青素比例、壳聚糖分子量对纳米粒子稳定性的影响。结果显示壳聚糖分子量对纳米复合物形成与稳定性影响较大。当壳聚糖与虾青素摩尔比为1∶1，壳聚糖分子量为50kDa时，制备出的壳聚糖-虾青素纳米体系呈现均一状态。马尔文动态光散射仪结果显示纳米粒子平均粒径为374.3nm，zeta电位为52.3±1.20mv。此外，傅里叶红外光谱数据显示，在纳米粒子中有酰胺键的存在。 （2）以C57BL/6J小鼠为研究对象，壳聚糖-虾青素纳米粒子干预7d后，采用浓度为3%的DSS饮水6d，建立急性溃疡性结肠炎模型。通过分析小鼠疾病活动指数、结肠长度、建模期间小鼠体重变化以及结肠组织变化，评价壳聚糖-虾青素纳米粒子对急性UC的改善作用；进而从氧化应激、炎症反应与肠道通透性等角度出发，解析壳聚糖-虾青素纳米粒子改善结肠炎的作用机制。结果表明，壳聚糖-虾青素纳米粒子可以显著改善急性溃疡性结肠炎引起的结肠缩短和体重降低。进一步研究发现，壳聚糖-虾青素纳米粒子可以通过抑制丙二醛水平，并提高超氧化物歧化酶活性缓解氧化应激；调节NLRP3/ASC通路降低肠道内炎症因子表达，以及提高紧密连接蛋白（ZO-1、Occludin）的水平恢复肠粘膜屏障。 （3）通过16SrRNA测序的方法探究补充壳聚糖-虾青素纳米粒子对UC小鼠肠道菌群的调节作用。壳聚糖-虾青素纳米粒子干预后，显著提高了乳杆菌（Lactobacillus）、杜氏杆菌属（Dubosiella）等多种有益菌的丰度，同时抑制肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、葡萄球菌科（Staphylococcus）部分致病菌的增长，缓解UC破坏的肠道微环境。相关性分析结果显示，致病菌（支原体目（Mycoplasmatales）、葡萄球菌（Staphylococcales）、梭菌目（Clostridiales））的丰度与NLRP3、TNF-α存在正相关关系。KEGG功能性预测分析显示，DSS造模后的小鼠肠道菌群在细胞过程和环境信息处理方面呈现一定程度的富集，同时遗传信息富集程度减弱，而壳聚糖-虾青素纳米粒子的补充缓解了这一趋势。上述结果提示，壳聚糖-虾青素纳米粒子可能通过调控肠道菌群结构，尤其是抑制炎症相关菌的丰度改善UC。 （4）在DSS造模结束后，通过旷场实验、弹珠掩埋、强迫游泳和悬尾等行为学实验，评估小鼠的抑郁程度。结果显示，模型组小鼠表现出一定的抑郁样行为，而壳聚糖-虾青素纳米粒子干预显著提高了小鼠旷场实验中总的爬格数目，并降低强迫游泳与悬尾实验中小鼠静止不动的时间，进而改善小鼠的抑郁样状态。进一步研究表明，壳聚糖-虾青素纳米粒子可能通过调节NLRP3/ASC信号通路抑制脑内神经炎症、提高脑内紧密连接蛋白表达维持血脑屏障完整性。因此，本研究对壳聚糖-虾青素纳米粒子在抑郁症和脑-肠轴上的作用模式提供了新的见解，表明壳聚糖-虾青素纳米粒子可能是一种有前景的治疗结肠炎和抑郁的功能性膳食成分。
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