迷迭香酸通过调节巨噬细胞改善溃疡性结肠炎的分子机制研究

The ulcerative colitis (UC) is a serious inflammatory disease of colorectum. Recent study indicates that the classically activated macrophages (M1) exacerbate UC but the alternatively activated macrophages (M2) improve UC. Our previous study demonstrated that Rosmarinic acid (RA), a polyphenolic phytochemical, obviously reduced the bowel epithelial cells apoptosis and improved mice UC, and regulated macrophage polarization in vivo and in vitro. Furthermore, RA inhibited macrophage migration but enhanced phagocytosis. The molecular mechanism has been preliminary explored that RA increased heme oxygenase-1 (HO-1) and inhibited LPS-induced nuclear factor-kappa B (NF-κB) translocation into the nucleus， and also decreased Nlrp3 inflammasome. Based on these fingdings, we hypothesize that RA regulates macrophage polarization and reduces the bowel epithelial cells apoptosis by up-regulating HO-1 and inhibiting NF-κB signaling and NLRP3 inflammasome activation; moreover, inhibition of macrophage migration and enhancement of phagocytosis also are responsible for the amelioration of UC by RA. By establishing the chimeric mice (EGFP-labeled bone marrow cells) and the acute ulcerative colitis model of mice and cultivating cells, we proposed to investigate the cell and molecular mechanisms of RA alleviating UC. In conclusion, our results will provide new insight in new drug research and the therapy of UC.

溃疡性结肠炎（UC）是一种严重的结肠炎症。最新的研究发现肠道中的巨噬细胞向经典活化的M1型极化使UC加重，而向选择性活化的M2型极化有助于其改善。我们前期的工作证实一种天然酚酸类化合物迷迭香酸RA明显改善小鼠UC，减少肠上皮细胞的凋亡，并调节巨噬细胞的极化。此外，RA体外抑制巨噬细胞迁移但增强吞噬。具体分子机制研究我们初步发现RA升高血红素加氧酶HO-1并抑制脂多糖诱导的核转录因子NF-κB入核，同时降低Nlrp3炎症小体水平。因此我们提出假说：RA通过调节HO-1/NF-κB轴、Nlrp3等分子，从而改变巨噬细胞的极性，减少肠上皮的凋亡，并通过影响巨噬细胞的迁移和吞噬，最终治疗UC。本课题拟建立骨髓细胞被绿色荧光蛋白标记的嵌合体小鼠和小鼠UC模型，以巨噬细胞为研究对象，验证假说。总之，以期阐明RA通过调节巨噬细胞改善溃疡性结肠炎的免疫学分子机制，为新药的研发和疾病的治疗提供新的思路。

迷迭香酸RA通过调节巨噬细胞极性，迁移和吞噬功能改善小鼠溃疡性结肠炎（UC）。使用免疫组织化学方法标记巨噬细胞，发现在UC患者和葡聚糖硫酸钠DSS诱导的UC小鼠模型结肠黏膜中浸润着大量巨噬细胞。通过DSS造模小鼠，利用Real-time PCR测定巨噬细胞经典活化的M1型和选择性活化的M2型标志物mRNA水平和肠道组织HE染色，本课题证实RA改善UC小鼠体重下降，显著降低溃疡性结肠炎活动指数DAI，改善肠道黏膜炎症，并在小鼠体内调节巨噬细胞极化，使巨噬细胞从M1型向M2型转化。在体外，培养小鼠原代外周血来源单核巨噬细胞（PBM）并用巨噬细胞标志物F4/80鉴定，通过免疫荧光标记NF-KBp65，Real-time PCR和Western blot测定血红素加氧酶（HO-1），发现其中的分子机制是RA通过提升HO-1从而抑制NF-KB入核来调节巨噬细胞向M2极化。通过制备骨髓细胞被绿色荧光蛋白EGFP标记的嵌合体小鼠，用流式细胞仪（FACS）鉴定小鼠结肠非实质细胞，发现RA抑制骨髓来源单核巨噬细胞BMM向肠道迁移，此外，利用迁移实验系统和荧光生物珠，发现RA在体外直接抑制BMM迁移并增强其吞噬能力。最后，使用流式细胞术检测小鼠肠上皮细胞凋亡，发现RA减少UC小鼠肠上皮凋亡，这其中炎症小体Nlrp3起到关键作用。本课题通过以上实验，明确RA改善小鼠溃疡性结肠炎，作用细胞为巨噬细胞，对其功能影响广泛，包括极性，迁移和吞噬，其中重点研究了调节巨噬细胞极性的分子机制，发现其提升HO-1抑制NF-KB入核是关键步骤。阐明了RA通过调节巨噬细胞极性，迁移和吞噬功能改善溃疡性结肠炎的免疫学机制，为新药的研发和疾病的治疗提供了新的思路。