5+：中药干预多组学联合分析

原文转自：一起实验网

题目

《Intestinal dysbiosis augments liver disease progression via NLRP3 in a murine model of primary sclerosing cholangitis》/香连丸调节肠道微生物产生琥珀酸盐，诱导调节性T细胞缓解大鼠溃疡性结肠炎的多组学联合研究。

影响因子5.1

发表日期2022/12/03

简介

香连丸（XLP）是一种传统的中药组方，被广泛用于治疗溃疡性结肠炎（UC）。然而治疗机制尚不清楚。本研究旨在探讨XLP对UC调节肠道微生态的作用机制。使用5%葡聚糖硫酸钠建立UC大鼠模型，用XLP进行治疗。治疗期后，评估体重、结肠长度、组织病理学和炎症变化。此外，通过16S rRNA测序检测肠道微生物群结构的变化，并通过代谢组学测定分析粪便中的微生物代谢物。抗生素干预和粪便微生物群移植也用于探索肠道微生物群的参与，而肠系膜淋巴结中的调节性T细胞（Tregs）水平则通过流式细胞术测定。还进行了转录组测序以确定结肠基因变化。

结果

结果表明，XLP主要通过肠道微生物群-琥珀酸-Treg分化轴对UC发挥治疗作用。

方法

1. 通过16S rRNA测序检测肠道微生物群结构的变化；

2. 通过代谢组学测定分析粪便中的微生物代谢物；

3. 通过流式细胞术测定肠系膜淋巴结中的调节性T细胞（Tregs）水平；

4. 进行了转录组测序以确定结肠基因的变化。

研究结果

01.XLP能改善DSS引起的结肠损伤和炎症

(A) XLP的指纹图谱分析。结果显示XLP样品具有相似的HPLC指纹。

(B) 通过标准物质鉴定XLP的主要成分。XLP样品含有五种主要成分，包括黄连素、巴马汀、小檗碱、costunolide和dehydrocostuslactone。

(C) XLP降低了UC大鼠的644 DAI评分。

(D) XLP改善了UC大鼠的体重减轻。

(E) 组织学研究发现，XLP可能有助于结肠损伤的修复。

(F) XLP增加了结肠长度。

(G) XLP治疗减少了结肠组织中的TNF-α和(H)IL-6水平。

统计学意义标注如下。*, P < 0.05 和 **, P < 0.01 与正常组相比；†, P < 0.05 和 ††, P 648 <0.01与DSS组相比，#，P <0.05与DSS+XLP-L组相比。

02.XLP调控UC大鼠的肠道微生物群结构

(A)维恩图，(B)Chao, (C)ACE, 和(D)Sobs指数，这些指数是在对所有样本的序列读数进行锐化处理后计算出来的，与DSS组相比，XLP治疗改善了这些指数。

UC模型大鼠的肠道微生物群谱与正常大鼠明显不同。然而，在XLP治疗后，UC大鼠的微生物群谱被调整到正常状态。

(E)主成分分析（PCA）表明治疗后肠道微生物群的结构调节。

(F)基于加权Unifrac指标的主坐标分析（PCoA）得分和(G)基于压力值（<0.1）的非计量多维缩放（NMDS）反映了DSS+XLP和DSS组之间数据等级信息的不同距离。

PCA、PCoA和NMDS分析表明，DSS+XLP组和DSS组之间的肠道微生物群的β多样性不同。各组中最丰富的OTU在(H)门、(I)属和(J)种水平的相对丰度。

03.XLP调节UC大鼠的微生物代谢物产生

(A)热图显示DSS组和DSS+XLP组之间UC大鼠粪便的不同代谢物概况。

(B)使用ingenuity路径分析对代谢变化进行路径富集分析。红色圆圈表示有明显变化的途径（酪氨酸代谢和类固醇激素生物合成）。

(C) 酪氨酸途径中代谢物的相对变化，包括琥珀酸、多巴醌、戊二酸盐和谷氨酸。

(D) 结肠组织中琥珀酸和谷氨酸的浓度。

(E)肠道细菌和代谢物之间的关系热图。结果显示，粪链球菌和酸化杆菌与大多数细菌的代谢物呈正相关。

04.XLP对UC大鼠的免疫调节作用是通过肠道微生物群传递的

(A)FMT治疗改善了体重的下降，

(B)降低了DAI评分（B），

(C) 增加了结肠长度（C），

(D)并减轻了结肠损伤（D），而XLP本身不能改善这些指标。

此外，SA抑制了XLP对UC大鼠的影响，包括体重下降(E)，

DAI评分上升(F)，

结肠长度减少(G)，

以及诱发粘膜损伤(H)。

05.XLP恢复了肠道微生物群对Tregs分化的相对指标

各组的代表性流式细胞仪点阵图(A)。XLP增加了MLN中CD4+CD25+Foxp3+Tregs的百分比(B)，IL-10水平(C)，和结肠粘膜匀浆中Foxp3 mRNA水平(D)，而XLP对UC的这些影响被SA抑制。(E)FMT研究中各组的代表性流式细胞仪点阵图。FMT治疗增加了MLN中CD4+CD25+Foxp3+Tregs的百分比(F)，IL689 10的水平(G)，和结肠中Foxp3 mRNA的水平(H)，而XLP本身不能改善这些指标。

06.XLP通过调节SA的产生和PHD2/HIF-1α途径诱导Tregs

结肠转录组学分析(A)DSS和DSS+XLP组，(B)DSS+XLP和DSS+XLP+SA组的KEGG富集分析。

结肠匀浆中(C)AKT、(D)HIF-1α、(E)Elongin-B和(F)PHD2 mRNA的水平。通过免疫组织化学分析，结肠中PHD2(G)和HIF-1α(H)蛋白的表达。

原文转自：一起实验网