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溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC),是一种在中国临床上最常见的胃肠道炎症感染亚型之一,也是一种发病机制尚不明确的肠道炎症,其发生与肠道微生态平衡有一定的关系,具有慢性、反复性、非特异性等特点,病变部位主要集中在结肠粘膜和粘膜下层;溃疡性结肠炎可以导致患者生活质量严重下降,如果未经有效治疗,很容易增加患者患结肠癌的风险和肝脏的损伤。目前用于治疗UC的中国一线临床主流药物5-氨基水杨酸(ASA)和柳氮磺胺吡啶(SASP)等存在治疗结肠炎效果不稳定及副产物对肝肾有毒性等问题。因此,研究筛选治疗效果稳定且毒副作用小的药物成为了临床治疗UC的当务之急。根据文献报道,鱼腥草(Houttuynia cordata,HC)具有较好的抗炎功效。本研究选取HC活性成分作为抗炎和调节肠道微生态平衡的研究对象,建立小鼠结肠炎模型,通过分析HC活性成分对结肠炎小鼠体重变化、血常规生化指标、炎症因子、组织病理学、等指标的影响,阐明鱼腥草活性成分对小鼠UC的治疗作用。主要研究内容和结果如下:
1.通过水提醇沉法、不同极性有机溶剂提取以及纤维素酶辅助提取等方法,提取HC中的多糖、总酚酸和总黄酮。HC粗多糖提取率分别为4.6%和7.3%,总黄酮提取率分别为4.4%和6.5%,总酚酸提取率分别为5.7%和6.9%,粗多糖中总多糖含量达73.0%,总酚酸中绿原酸含量达6.6%,总黄酮中芦丁含量达5.7%。
2.选取实验中普遍用到的革兰氏细菌:枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌进行体外抑菌实验,实验表明100g/L的HC多糖溶液对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑菌作用,但对阴性菌铜绿假单胞菌没有抑菌作用;其中50g/L的多糖提取液对枯草芽孢杆菌的抑菌活性相当于1g/L的氨苄青霉素(Amp);HC总黄酮提取液100g/L对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和铜绿假单胞菌都有抑制作用;HC总酚酸提取液100g/L对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌都有抑制作用。
3.通过将小鼠(150只)随机分为多糖组、酚酸组、黄酮组等15组,个体重量(18±2.0g)首先进行建模处理,使用葡聚糖硫酸钠(DSS)进行灌胃处理,浓度为3.5%,DSS组使用葡聚糖硫酸钠连续处理9天,接着正常饮水3天;建模第13天随机选出模型组小鼠4只和空白组小鼠4只称重并处死,记录体重,解剖取结肠部位,发现模型组和空白组相比,模型组小鼠体重会出现不同差异的下降;此外结肠收缩变短并带有轻微膨胀红肿;解剖取肝肾称重,结果表明模型组小鼠的肝肾重量较空白组小鼠分别增重29.0%和21.6%。结果显示3.5%DSS诱导的小鼠出现了UC症状,说明建模成功。
4.通过小鼠结肠组织病理切片分析,HC多糖、总酚酸、总黄酮活性成分可以有效改善小鼠溃疡性结肠炎的损伤,小鼠内在的结肠结构在空白组中表现正常,没有炎症性细胞浸润,粘膜结构完整;而模型组的小鼠结肠粘膜中的腺体出现不同程度的缺陷,不同剂量的鱼腥草提取物可以从不同程度上改善小鼠结肠溃疡和炎性细胞浸润程度;通过对小鼠体重变化、DAI指数、结肠系数、肝肾系数、炎症因子和肝肾因子的分析可得出,鱼腥草提取物可以改善DSS诱导肠炎所造成的体重下降,降低DAI指数、结肠系数和肝肾系数的升高,并且能够从不同程度上改善炎症因子的增加,其中鱼腥草多糖和总酚酸高剂量的治疗效果显著,在肝肾因子AST和CR指标上,治疗组部分小鼠的测定值要略高于空白组小鼠,但远低于DSS组小鼠,考虑可能为鱼腥草提取物给肝肾代谢带来了额外的负担。
5.通过小鼠粪便菌群的宏基因组分析可得,HC提取物可以明显改善小鼠肠道菌群的组成分布,以拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形杆菌门(Proteobacteria)为例,HC提取物可以从不同程度上增加拟杆菌门所占比例,减少厚壁菌门和变形杆菌门所占比例,并且改善效果优于治疗肠炎的柳氮磺胺吡啶(SASP)。
1.通过水提醇沉法、不同极性有机溶剂提取以及纤维素酶辅助提取等方法,提取HC中的多糖、总酚酸和总黄酮。HC粗多糖提取率分别为4.6%和7.3%,总黄酮提取率分别为4.4%和6.5%,总酚酸提取率分别为5.7%和6.9%,粗多糖中总多糖含量达73.0%,总酚酸中绿原酸含量达6.6%,总黄酮中芦丁含量达5.7%。
2.选取实验中普遍用到的革兰氏细菌:枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌进行体外抑菌实验,实验表明100g/L的HC多糖溶液对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑菌作用,但对阴性菌铜绿假单胞菌没有抑菌作用;其中50g/L的多糖提取液对枯草芽孢杆菌的抑菌活性相当于1g/L的氨苄青霉素(Amp);HC总黄酮提取液100g/L对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和铜绿假单胞菌都有抑制作用;HC总酚酸提取液100g/L对金黄葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌都有抑制作用。
3.通过将小鼠(150只)随机分为多糖组、酚酸组、黄酮组等15组,个体重量(18±2.0g)首先进行建模处理,使用葡聚糖硫酸钠(DSS)进行灌胃处理,浓度为3.5%,DSS组使用葡聚糖硫酸钠连续处理9天,接着正常饮水3天;建模第13天随机选出模型组小鼠4只和空白组小鼠4只称重并处死,记录体重,解剖取结肠部位,发现模型组和空白组相比,模型组小鼠体重会出现不同差异的下降;此外结肠收缩变短并带有轻微膨胀红肿;解剖取肝肾称重,结果表明模型组小鼠的肝肾重量较空白组小鼠分别增重29.0%和21.6%。结果显示3.5%DSS诱导的小鼠出现了UC症状,说明建模成功。
4.通过小鼠结肠组织病理切片分析,HC多糖、总酚酸、总黄酮活性成分可以有效改善小鼠溃疡性结肠炎的损伤,小鼠内在的结肠结构在空白组中表现正常,没有炎症性细胞浸润,粘膜结构完整;而模型组的小鼠结肠粘膜中的腺体出现不同程度的缺陷,不同剂量的鱼腥草提取物可以从不同程度上改善小鼠结肠溃疡和炎性细胞浸润程度;通过对小鼠体重变化、DAI指数、结肠系数、肝肾系数、炎症因子和肝肾因子的分析可得出,鱼腥草提取物可以改善DSS诱导肠炎所造成的体重下降,降低DAI指数、结肠系数和肝肾系数的升高,并且能够从不同程度上改善炎症因子的增加,其中鱼腥草多糖和总酚酸高剂量的治疗效果显著,在肝肾因子AST和CR指标上,治疗组部分小鼠的测定值要略高于空白组小鼠,但远低于DSS组小鼠,考虑可能为鱼腥草提取物给肝肾代谢带来了额外的负担。
5.通过小鼠粪便菌群的宏基因组分析可得,HC提取物可以明显改善小鼠肠道菌群的组成分布,以拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形杆菌门(Proteobacteria)为例,HC提取物可以从不同程度上增加拟杆菌门所占比例,减少厚壁菌门和变形杆菌门所占比例,并且改善效果优于治疗肠炎的柳氮磺胺吡啶(SASP)。