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1研究背景和目的溃疡性结肠炎(UC)作为一种反复发作的慢性炎症性肠病,其病因尚未完全阐明。黄芩汤(HQT)在临床上广泛用于UC的治疗,相比于化学药物,其成分复杂,可发挥多组分、多靶点、多通路整体治疗UC的作用。网络药理学结合分子对接技术在中药复方研究中可以实现高效快速筛选活性成分,构建生物系统网络,整体角度研究药物与疾病的关系。本研究首先通过网络药理学结合分子对接技术筛选HQT潜在活性化合物及相关靶标,探究HQT治疗UC的作用机制。通过DSS诱导的UC动物模型,采用流式细胞术、免疫组化、酶联免疫吸附反应(ELISA)等试验方法验证前期网络药理学研究得到的与UC发病密切相关的Th17/Treg,Th1/Th2细胞平衡免疫机制,以便结合前期研究,较全面地阐明HQT治疗UC的作用机制。2研究方法与结果2.1基于网络药理学和分子对接技术研究HQT治疗UC的潜在作用机制从GEO数据库下载GSE53306、GSE36807、GSE24287数据集计算分析差异基因并合并UC有关疾病数据库的基因;挖掘HQT相关的化学成分和作用靶点,并构建HQT治疗UC的分子网络,筛选HQT核心成分;基于STRING数据库,构建黄芩汤治疗UC靶点蛋白互作网络,筛选HQT治疗UC的核心靶点。对以上得到的核心靶点与和核心成分进行分子对接,分析小分子与靶点蛋白之间的结合模式和亲和力。最后对疾病与药物交集靶点进行GO和KEGG富集分析。通过以上检索及去重共得到HQT活性成分138个HQT活性成分,活性成分对应靶点与UC交集靶点324个。筛选出Quercetin(槲皮素)、Liquiritigenin(甘草素)、Wogonin(汉黄芩素)、Baicalein(黄芩苷)、Baicalin(黄芩素)等18个核心成分与靶标 IL6、TNF、IL4、IL10、IL1B、IL-17A、IL2、FOXP3 亲和力强。通过GO富集获得P<0.05的BP、CC、MF分别为1654个、104个、102个,总共1856个条目,生物学过程主要与氧化应激反应,细菌起源分子反应,脂多糖反应等有关,分子功能主要与氧化还原酶活性、蛋白磷酸酶结合等有关。通过Clugo插件富集获得P<0.05的KEGG信号通路83条,主要涉Th17、Th1和Th2细胞分化、Toll样受体、NOD样受体信号通路、JAK-STAT信号通路等相关信号等通路。2.2 HQT对DSS诱导的UC小鼠Th1/Th2和Th17/Treg细胞平衡的影响采用自由饮用5天2.5%DSS诱导UC小鼠模型;利用流式细胞术测定小鼠肠系膜淋巴结(MLNs)的中Th17/Treg细胞,Th1/Th2细胞比例;利用CBA法和ELISA法测小鼠结肠组织相关细胞因子IL-4、IFN-y、IL-2、IL-6、IL-17A、IL-10、TNF-α、TGF-β含量;免疫组化法检测IFN-γ、IL-4、IL-17A、Foxp3在小鼠结肠组织中的表达。结果显示,HQT可以提高UC小鼠MLNs中的Th1、Treg 比例及小鼠结肠组织相关细胞因子的含量,降低UC小鼠MLNs中的Th2、Th17比例及小鼠结肠组织相关细胞因子的含量,同时降低Th17/Treg、Th1/Th2细胞比值。此外,HQT可以抑制促炎因子IL-2、IL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-17A的表达,增加抑炎因子TGF-β、IL-4、IL-10的表达。3结论本研究基于网络药理学和分子对接技术的方法筛选出HQT治疗UC的18个活性成分,通过调控 IL6、TNF、IL4、IL10、IL1B、IL17A、IL2、FOXP3等靶标,进而调节 IL-6、TNF-α、IL-4、IL-10、IL-1β、IL-17A、IL-2、IFN-γ等细胞因子的表达,影响Th1、Th2、Th17、Treg细胞的分化,调节Th17/Treg细胞,Th1/Th2细胞平衡,抑制肠道免疫异常,稳定肠道内环境,调节促炎细胞因子和抑炎细胞因子的释放水平发,挥治疗UC作用;同时还可能抑制Jak-STAT信号通路,Toll样受体、NOD样受体信号通路等的活化,调节Th1、Th2、Th17、Treg细胞的分化,调节肠道粘膜免疫、保护肠道微生生物群,减轻肠道屏障受损,发挥治疗UC的作用。后期利用体内动物实验、流式细胞术、免疫组化、ELISA发现HQT能调节UC小鼠Th1/Th2、Th17/Treg细胞比例失衡,抑制DSS诱导UC小鼠肠道免疫异常,稳定肠道内环境。HQT还可抑制促炎因子IL-2、IL-6、TNF-α、IFN-y、IL-17A的表达,提高抑炎因子IL-4、IL-10、TGF-β的表达,调节促炎细胞因子和抑炎细胞因子的释放水平,减少肠道炎症的发生,进而对UC小鼠发挥治疗作用。HQT治疗UC的作用机制可能与恢复Th1/Th2、Th17/Treg细胞平衡及调控相关细胞因子水平有关。