基于STAT-Notch信号通路研究清肠温中方对溃疡性结肠炎大鼠肠道 M1/M2型巨噬细胞极化平衡的调控机制研究

Ulcerative colitis (UC) is a kind of recognized non-refractory and non-specific inflammatory disease, but the modern medicine drugs of satisfactory efficacy are lacked. Recent studies have shown that the imbalance of M1 / M2 macrophage (Mφ) was crucial in the development of UC, and the upstream STAT-Notch signaling pathway is the key to regulating Mφ polarization. Previous National Natural Youth Fund project (81403369) and other found studies found: Qingchang Wenzhong formula(QCWZ) could not only promote MSP, IL-13 and other anti-inflammatory factors of M2 Mφ in UC rats , but also inhibit IL-6, IFN-γ and other types of M1 Mφ expression of pro-inflammatory cytokines. So we hypothesize QCWZ may affect pivotal molecules in STAT-Notch pathway, inhibit M1 but promote M2, restore the polarization balance of macrophage and treat UC. Therefore, this study plans to duplicate the UC model mice and to culture macrophage in vitro. Molecular biological technologies and flow cytometry will be used to detect the expression and activity of genes and proteins in polarization. This study aims to elucidate the specific targets in polarization balance of macrophage in STAT-Notch signaling pathway and to provide scientific basis for the clinical application of QCWZ, to supply a novel method to treat UC.

溃疡性结肠炎(UC)是一种公认的难治性炎症性疾病，现代医学仍缺乏疗效满意的药物。最新研究表明：M1/M2型巨噬细胞（Mφ）极化失衡在UC发生中至关重要，其上游的STAT-Notch信号通路是调控Mφ极化的关键所在。前期在国家自然青年基金课题（81403369）等研究中发现：清肠温中方不仅能促进UC大鼠MSP、IL-13等M2型Mφ抗炎因子，还能抑制IL-6、IFN-γ等M1型Mφ促炎因子的表达。由此我们提出假说，清肠温中方可能通过调控STAT-Notch信号通路，通过抑制M1、促进M2表型极化，恢复Mφ极化平衡，从而起到调控Mφ、减轻炎症治疗UC的目的。本课题拟联合UC大鼠及离体Mφ模型，运用分子生物学及流式技术，检测STAT-Notch信号通路介导的Mφ极化途径中关键分子的基因蛋白表达，阐明清肠温中方治疗UC的潜在作用机制，为清肠温中方的临床应用提供科学依据，为UC的治疗方案提供新思路。

溃疡性结肠炎（UC）是一种难治性炎症性疾病，目前缺乏疗效满意的药物，清肠温中方（QD）临床治疗轻中度UC疗效显著，但其治疗机制尚不完全清楚。最新研究发现M1/M2型巨噬细胞（Mφ）极化失衡在UC发生中至关重要，我们前期研究发现QD能促进UC大鼠MSP、IL-13等M2型抗炎因子，抑制IL-6、IFN-γ等M1型促炎因子的表达，故推测QD可能通过改善M1/M2极化失衡治疗UC。故本课题首先联合UC小鼠及离体Mφ模型，运用流式技术标记结肠M1、M2细胞，明确QD对结肠Mφ极化的影响。其上游STAT-Notch信号通路是调控Mφ极化的关键所在，故我们进一步检测该通路中关键分子的表达，阐明QD治疗UC的作用机制。研究发现QD可以减轻结肠炎小鼠肠黏膜的疾病活动指数（DAI），抑制其结肠长度缩短，显著降低病理评分，显著降低结肠组织中炎性因子TNF-α、IL-6mRNA的表达和血清中TNF-α、IL-6蛋白表达，提高血清中巨噬细胞刺激蛋白（MSP）表达，提示QD可能通过调控Mφ发挥抗炎作用。为阐明QD对MφM1/M2极化的影响，我们制备结肠粘膜单细胞悬液，用F4/80+CD16/32+标记M1、F4/80+ CD206+标记M2，通过流式细胞术检测QD对结肠炎小鼠结肠MφM1/M2极化的影响，同时运用免疫荧光标记结肠组织M1和M2，结果显示QD能明显减少结肠炎小鼠结肠M1型Mφ数量，明显增加M2型Mφ数量，明显减低M1/M2比值。我们进一步研究其上游STAT-Notch信号通路，通过测定通路相关因子的mRNA和蛋白，我们发现QD能够降低结肠炎小鼠结肠iNOS、Notch1 mRNA表达、降低STAT3和IRF8mRNA的趋势，降低结肠SOCS3及p-JAK2/JAK2、p-STAT3/STAT3蛋白比值，升高结肠炎小鼠结肠PPAR-γ、SOCS1的蛋白表达，故QD可能通过STAT-Notch信号通路抑制M1和促进M2极化修复结肠炎症。进一步探索STAT-Notch信号通路是否是QD起效的唯一通路，我们引入该通路中Norch1激动剂Jagged1和PPARγ拮抗剂GW9662，研究发现二者均可以减弱QD的治疗作用，但并未完全消除其作用，故我们可以明确QD可通过STAT-Notch信号通路调控M1/M2极化以修复结肠炎症，但并非是其调控M1/M2的唯一通路，其余机制有待于进一步研究。