基于肠道菌群研究益气化痰活血方调控AIT小鼠免疫失衡机制

来源 :辽宁中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tbtbtb5518232
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目的:应用16S rDNA技术,从肠道菌群角度探讨益气化痰活血方对自身免疫性甲状腺炎(AIT)小鼠的作用机制;利用网络药理学预测益气化痰活血方治疗AIT的作用机制。材料和方法:第一部分:选取6-8周龄CBA/J雌性小鼠15只适应性喂养一周后,随机分为对照组(DZ)、模型组(MX)、益气化痰活血方组(ZY),每组各5只,DZ组每只小鼠给予皮下多点(背部皮下、颈部皮下、腹部皮下)注射磷酸缓冲盐溶液(PBS)+完全弗氏佐剂(CFA),其余各组经皮下多点(同DZ组)注射200ug猪甲状腺蛋白(p Tg)+CFA进行初次免疫,于实验第4周,DZ组经皮下多点注射PBS+不完全弗氏佐剂(IFA),其余各组经皮下多点注射200ug p Tg+IFA进行加强免疫,于实验第8周成模。小鼠按人体公斤体重(g/kg)每日用药量的9.1倍计算,ZY组给予益气化痰活血方灌胃,中药剂量为18.20g/kg/d,药物生药量为2.0g/m L;DZ组、MX组灌服等量蒸馏水;每日灌服1次,8周后处死小鼠,取各小鼠甲状腺组织,应用HE染色技术检测及Image-Pro Plus5.1软件测定CBA/J小鼠甲状腺淋巴细胞浸润情况;应用ELISA法测定小鼠血清TGAb水平情况;留取各组小鼠回肠内容物,应用16S rDNA测序观察小鼠肠道菌群情况。第二部分:从TCMSP中检索“黄芪”、“红参”、“当归”、“莪术”、“浙贝母”的活性成分,筛选条件以口服生物利用度≥30%、药物相似性≥0.18为标准;从化学专业数据库中检索“鳖甲”、“生牡蛎”的活性成分;从本草组鉴数据库检索“法半夏”的活性成分。通过Uniprot、String数据库进行靶点预测;运用人类基因数据库、CTD数据库、Dis Ge NET数据库检索关键词“autoimmune thyroiditis”、“hashimoto’s disease”、“hashimoto thyroiditis”、“Chronic lymphocytic thyroiditis”,获取AIT基因,得出中药-疾病交集靶标基因后,运用Cytoscape、String软件构建“中药-成分-靶点”网络图及蛋白质相互作用(PPI)网络图,筛选可能发挥治疗作用的重要成分及靶点,并对交集靶点进行基因本体(GO)富集分析和京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析以获知其潜在的作用机制。结果:第一部分:1.DZ组小鼠甲状腺滤泡上皮细胞结构呈现完整状态且腔内胶质丰富,散在淋巴细胞;与DZ组相比,MX组甲状腺滤泡细胞腔内及间质内可见大量淋巴细胞浸润,炎症呈弥漫性改变;与MX组相比,ZY组淋巴细胞浸润面积明显减少,呈小片状改变。2.与DZ组相比,MX组小鼠血清TGAb水平升高(P<0.001),与模型组相比,中药组小鼠血清TGAb水平降低(P<0.001)。3.与DZ组相比,MX组小鼠肠道菌群结构及组成发生改变,软壁菌门水平显著降低(P<0.05),厚壁菌门、拟杆菌门比例升高(P>0.05),厚壁菌门/拟杆菌门(F/B)比值升高(P>0.05);与MX组相比,ZY组小鼠肠道菌群结构及组成发生改变,厚壁菌门水平显著降低(P<0.05),拟杆菌门比例升高(P>0.05),F/B比值下降(P>0.05),放线菌门比例升高(P>0.05)。4.与DZ组相比,MX组甲醛同化II通路、甲醛氧化I通路、分枝杆菌-阿拉伯半乳糖-肽聚糖复合物生物合成的超通路显著上调(P<0.05);腺苷钴胺生物合成II、C1化合物氧化为CO2通路显著下调(P<0.05)。与MX组相比,ZY组淀粉降解、尿素循环、磷脂酶、肌醇降解、双歧杆菌-阿拉伯半乳聚糖-肽聚糖复合生物合成通路显著下调(P<0.05)。第二部分:1.从益气化痰活血方的8味中药中共筛选出药物有效成分41个,对应靶点基因共709个,去重后得到靶点基因共265个;疾病靶点基因4992个,去重后得到疾病靶点基因2883个;取交集得到中药与疾病的交集靶点基因134个;2.药物-疾病蛋白互作网络包含131个节点,1069条边,平均节点评分为15.5,平均局部聚类系数为0.477,PPI富集P<1.0e-16。按Degrss值降序筛选出该复方治疗AIT排名前5的关键靶点蛋白,分别是AKT1、TP53、JUN、TNF和IL-6;3.GO富集在生物过程方面排在前三位的是激素反应、细胞对氮化合物的反应、细胞对有机氮化合物的反应;在细胞组分方面排在前三位的是膜筏、膜微结构域、胞膜窖;在分子功能方面排在前三位的是DNA结合转录因子结合、RNA聚合酶Ⅱ特异性DNA结合转录因子结合、转录因子结合。KEGG富集分析前20位的通路,根据-log10(p)升序,排名前20的通路分别是癌症通路、脂质和动脉粥样硬化、IL-17信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、甲型流感、恰加斯病、Th17细胞分化、麻疹、非酒精性脂肪肝、利什曼病、c型凝集素受体信号通路、破骨细胞分化、细胞凋亡、弓形体病、toll样受体信号通路、T细胞受体信号通路、新型冠状病毒性肺炎(COVID-19)、鼠疫感染、癌症中PD-L1的表达及PD-1检查点通路、人类免疫缺陷病毒1感染。其中,Rel A靶点在排名前10的通路中均涉及。结论:1.益气化痰活血方可能通过改变肠道菌群的结构及丰度,减轻AIT小鼠甲状腺淋巴细胞炎症浸润程度、降低TGAb水平,有效治疗AIT。2.益气化痰活血方可能通过调控AKT1、TP53、JUN、TNF和IL-6等靶点,参与细胞凋亡、IL-17信号、肿瘤坏死因子信号、Th17细胞分化、toll样受体信号、T细胞受体信号等通路治疗AIT。
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