溃结灌肠液Ⅱ改善溃疡性结肠炎菌群结构和炎症机制的网络药理学筛查及实验验证

目的:借助网络药理学筛查溃结灌肠液Ⅱ改善溃疡性结肠炎(UC)菌群结构及炎症的主要成分和靶点,并通过动物实验探究溃结灌肠液Ⅱ对葡聚糖硫酸钠盐(DSS)造模小鼠肠道菌群结构和炎症因子的调节作用,从菌群平衡角度阐明其治疗UC的机制及现代生物学内涵。方法:通过TCMSP数据库和相关文献搜集溃结灌肠液Ⅱ的主要化学成分,通过PubChem数据库获得其2D分子结构,利用Swiss Target Prediction平台预测溃结灌肠液Ⅱ主要化学成分作用的靶点。通过GeneCards数据库获取UC和肠道菌群的基因表达数据;利用String平台对交集差异表达基因进行蛋白质相互作用分析,构建PPI网络;通过R软件进行GO分析和KEGG分析可视化;最后通过Cytoscape3.7.1软件制作“活性成分-靶点-富集通路”网络图。随机选10只小鼠作为空白对照组,26只小鼠自由饮用2.5%DSS溶液诱导构建小鼠UC疾病模型,将25只造模成功小鼠随机分为模型对照组、给药组。监测小鼠体质量,处死各组小鼠后测量结肠长度,观察小鼠结肠组织病理学变化。16S rDNA测序分析小鼠粪便菌群,采用PCR检测小鼠结肠组织TNF-αmRNA、IL-1βmRNA表达情况。结果:共获得溃结灌肠液Ⅱ主要活性成分127个,关键靶点23个,其中主要活性成分为槲皮素、山奈酚、木犀草素、β-谷甾醇、豆甾醇。通过功能和通路分析发现肠道菌群失衡是UC免疫应答异常的关键因素。溃结灌肠液Ⅱ干预能改善DSS诱导UC模型小鼠相对体质量减轻情况,增加结肠长度,修复结肠黏膜损伤,减轻炎症细胞浸润。小鼠肠道菌群在种水平阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)、约氏乳杆菌(Lactobacillus_johnsonii)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus_reuteri)、uncultured_bacterium_g__norank_f__Muribaculaceae等益生菌丰度变化与TNF-αmRNA、IL-1βmRNA表达呈负相关;大肠杆菌(Escherichia_coli)、溃疡梭杆菌(Fusobacterium_ulcerans)等致病菌丰度变化与TNF-αmRNA、IL-1βmRNA表达呈正相关。结论:溃结灌肠液Ⅱ治疗UC疗效显著,可能通过增加益生菌阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)、约氏乳杆菌(Lactobacillus_johnsonii)、罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus_reuteri)、uncultured_bacterium_g__norank_f__Muribaculaceae丰度,减少致病菌大肠杆菌(Escherichia_coli)、溃疡梭杆菌(Fusobacterium_ulcerans)丰度,并抑制TNF-αmRNA、IL-1βmRNA表达来降低肠道炎症反应。