基于生物信息学和动物实验探究泄浊解毒方通过调控细胞焦亡治疗溃疡性结肠炎的机制
目的:利用生物信息学和体内动物实验探究泄浊解毒方调控细胞焦亡(Pyroptosis)治疗溃疡性结肠炎(UC)的潜在机制。方法:从基因综合表达数据库(GEO)中检索UC患者结肠组织差异表达基因,从GEO、Genecards数据库检索细胞焦亡(Pyroptosis)相关基因,通过两者交集得到细胞焦亡相关差异基因(Pyro-DEGs),将Pyro-DEGs导入Metascape数据库进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析,通过STRING数据库构建蛋白相互作用网络(PPI),通过机器学习构建最小绝对值收缩和选择算子(LASSO)预测模型以及受试者工作特征(ROC)得到具有诊断及治疗潜能的核心Pyro-DEGs,运用去卷积法(CIBERSORT)对UC数据集进行免疫浸润分析,以及与核心Pyro-DEGs的相关性分析。将60只雄性SD大鼠,随机分为正常组、模型组、泄浊解毒方高、中、低剂量组(26.64、13.32、6.66 g·kg~(-1))、美沙拉嗪组(0.27 g·kg~(-1)),每组10只,采用三硝基苯磺酸(TNBS)-乙醇灌肠复制UC大鼠模型,正常组、模型组蒸馏水灌胃,其余各组按相对药量灌胃,分别灌胃7 d,实验结束后,苏木素-伊红(HE)染色观察各组大鼠结肠病理形态,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测各组大鼠结肠炎症因子白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素-10(IL-10)、白细胞介素-18(IL-18)、转化生长因子-β(TGF-β)水平,免疫组化法(IHC)检测各组大鼠结肠半胱天冬酶蛋白酶1(CASP1)、间隙连接蛋白а1(GJA1)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARG)、S100钙结合蛋白A8(S100A8)的表达情况,实时荧光定量聚合酶链式反应法(Real-time PCR)检测各组大鼠结肠CASP1、GJA1、PPARG、S100A8mRNA表达水平,蛋白免疫印迹法(Western blot)检测各组大鼠结肠CASP1、GJA1、PPARG、S100A8蛋白表达水平。结果:从GEO数据库获取GSE87466、GSE87473数据集,获得64个Pyro-DEGs,KEGG结果表明其主要富集于NOD样受体信号通路、TNF信号通路、HIF-1信号通路,获得4个核心Pyro-DEGs(CASP1、GJA1、PPARG、S100A8),免疫浸润结果表明核心Pyro-DEGs的表达与肥大细胞、中性粒细胞、M0型巨噬细胞、M1型巨噬细胞、树突状细胞等存在正相关,动物实验结果表明,与正常组比较,模型组结肠IL-1β、IL-18含量明显升高,IL-10、TGF-β含量明显降低,模型组CASP1、GJA1、S100A8染色强,面积大,CASP1、GJA1、S100A8mRNA及蛋白表达明显升高(P0.01),模型组PPARG弱着色,面积较小,PPARGmRNA及蛋白表达明显降低(P0.01),经治疗后各给药组均有不同程度的改善,泄浊解毒方高剂量组改善的最为显著(P0.01)。结论:CASP1、GJA1、PPARG、S100A8是与UC发病密切相关的核心Pyro-DEGs,其可能协同肥大细胞、中性粒细胞、M0型巨噬细胞等免疫细胞介导UC发病,泄浊解毒方可能通过NOD样受体、TNF、HIF-1核心信号通路调控核心Pyro-DEGs的表达,从而调节UC大鼠免疫稳态,起到有效缓解UC的作用。
中国实验方剂学杂志
网络首发
立即查看 >
图书推荐
相关工具书