基于琥珀酸-HIF-1α信号通路和肠道微生态平衡探讨抗宫炎方治疗溃疡性结肠炎的药效物质基础和作用机制

Ulcerative colitis (UC), as a multiple factors induced chronic nonspecific inflammatory disease, was classified as one of the modern refractory disease by WHO. Chinese medicinal formula, has showed distinct advantages in the management of such complex diseases. The previous studies suggested that the aqueous extract of kanggongyan formula (KGY-wE) had beneficial action in the regulation of UC. However, up to now, little is known about its potential basis and mechanism of action. Based on our previous studies, the project proposed that KGY-wE improved UC by regulation of succinate-HIF-1α signaling pathway and gut microbiota balance. This project will focus on: ①To screen, preparation, and quality control of active ingredients by combining membrane separation and bioactive screening technologies; ②to evaluate the therapeutic effects of KGY-wE by DSS-induced UC mice model, and find out flora and functional metabolites related to UC by combining with metagenomics and metabolomics, then to validate in vitro; ③to test this hypothesis, we investigated the effects of KGY-wE on UC by focusing on its regulation of succinate-HIF-1α signaling pathway in the cell and animal level. Eventually, under the guidance of Fangjiomics, and the premise of quality control of KGY-wE, the action material basis and mechanism of Kanggongyan formula will be explored by using pharmacology, “omics”, bioinformatics and other multi-disciplinary technologies. We expect that this study will contribute to new ideas and methods for modernization of Chinese medicine formula.

溃疡性结肠炎（UC）是一种多因素诱导的非特异性炎症疾病，被WHO列为现代难治病之一。中药方剂治疗该类复杂疾病具有突出的优势。研究表明，抗宫炎方水提取物(KGY-wE)具有显著的治疗UC的作用，但其药效物质基础和作用机制尚不明确。课题组前期研究提示KGY-wE可能通过调节琥珀酸-HIF-1α信号通路和肠道微生态平衡来治疗UC。本项目拟开展工作如下：①结合膜分离技术和细胞活性筛选KGY-wE有效成分群，对其进行制备工艺的优化和质量控制；②基于DSS诱导的UC小鼠模型评价KGY-wE有效成分群的整体药效，结合宏基因组与代谢组分析，发现UC相关菌群及功能性代谢物，并进行体外验证；③基于以上线索，在细胞、动物水平探讨KGY-wE有效成分群对UC中琥珀酸产生的调节机制。最终，在“方剂组学”思路的指导下，以KGY-wE质量控制为前提，结合药理学、“组学”和生物信息学等手段，深入阐明其治疗UC的科学内涵。

溃疡性结肠炎（UC）是一种由多种因素综合作用导致的难治性自身免疫性疾病，由于其发病机制尚未完全阐明，临床上用于UC治疗药物的效果有限。中医对于UC的临床治疗多以方剂为主，其整体效应通常取决于方剂中多种活性物质的协同作用，具有疗效显著，复发率较低和副作用小的优势。但是，由于UC发病机制和中药复方的双重复杂性，导致其药效物质基础和作用机理研究，一直是中药方剂治疗UC研究中的重点和难点。本项目提出的抗宫炎方由广东紫珠，益母草和乌药组成，该方组方精良，对UC等炎症性疾病的治疗效果确切，已被我国药典收载，但其药效物质基础和作用机制均未明确。因此，本项目提出的总体研究目标是：在整体药效研究的指导下，建立基于膜分离技术、细胞生物学和现代谱学联用的有效物质组制备和质量控制平台，针对UC发生发展过程中琥珀酸堆积、肠道菌群失衡等重要事件，结合代谢组学、宏基因组学及生物信息学等多学科技术手段，阐明抗宫炎方的药效物质基础及其作用机制。.我们紧密围绕上述研究目标进行了深入的探讨，首先对方中君药-广东紫珠及其常见的两个易混淆品种的化学成分进行了较全面的表征，并建立了这3种紫珠属药材的快速鉴别新方法。在全面表征该方化学成分的基础上，采用膜分离和大孔树脂相结合的方式制备了抗宫炎方的不同部位提取物，并应用葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的急性UC小鼠模型进行了活性部位筛选。最后，在整体药效研究的指导下，从胆汁酸代谢，肠道菌群代谢和肠道神经递质组成变化等角度深入探讨了抗宫炎方有效物质组改善UC症状的作用机制。.本项目相关研究成果已在药物分析和免疫学领域国际权威杂志上发表科研论文13篇，申请国家发明专利3项，其中1项已授权；已培养博士生2名，硕士生2名。.所取得的研究进展不仅为UC病理相关的生物标志物和药物作用机制研究提供了新的思路和分析方法，也为进一步开发具有自主知识产权的创新中药及该方的二次开发和深入研究奠定了坚实的基础。