溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)是一种慢性、非特异性、反复发作、预后不良的炎症性肠病,临床表现为腹泻、便血、腹痛等多种症状。随着人们饮食结构的改变和新的生活方式的形成,UC的发病率和患病率均呈上升趋势,在美国接近千分之三,在欧洲接近千分之五,在世界范围内甚至更多,因此UC已成为世界范围内严重的公众健康问题~([1])。虽然抗炎药,如非甾体抗炎药(NSAIDs)可以减轻UC症状,但由于预后效果差导致其长期使用受到限制~([2,3])。因此immune synapse,探索治疗和预防UC的替代方法至关重要。UC的发病机制较复杂,其中氧化应激损伤和肠道菌群紊乱是导致UC加重的重要因素。研究表明,摄入特定的天然抗氧化剂产品可以帮助调节肠道微生物群,有助于治疗和预防结肠炎~([4,5])。不同益生菌联合使用,或益生菌与其他天然物质联合使用对缓解UC进程更有效~([6])。酪醇(Tyrosol,TY)是一种源自橄榄油的酚类化合物,具有抗炎、抗氧化、降脂、抗癌等特性~([7])。乳酸杆菌能拮抗致病菌,有助于维持机体的免疫反应。课题组前期研究发现植物乳酸杆菌NN2211SC-5(Lactobacillus plantarum SC-5,S5)和TY均具有抗炎作用,并可能有助于预防或治疗UC。目前尚未有关于益生菌和天然抗氧化产物联用对溃疡性结肠炎治疗机制的系统性研究,因此本文旨在探讨S5与TY联用对UC的保护作用和相关机制,为进一步开发安全、天然的UC防治药物奠定理论基础。通过S5与TY联用干预2.5%葡聚糖硫酸钠(Dextran sodium sulfate,DSS)诱导的结肠炎模型小鼠,记录小鼠的疾病活动指数(disease activity index,DAI)、结肠长度,并对结肠组织H&E染色病理切片进行分析。结果表明,S5与TY联用比单独使用,在缓解结肠炎小鼠的体重降低,结肠长度缩短,DAI评分增加,炎性细胞浸润、肠隐窝丢失方面的ZD1839作用更为显著。通过Elisa方法检测小鼠结肠组织中的促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6),结果显示S5与TY联用显著降低了小鼠结肠组织中的促炎细胞因子。此外,S5与TY的分别使用还降低了UC小鼠结肠中的髓过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)活性,二者联用则可以达到更好的效果,与对照组小鼠无明显差异。我们进一步通过使用Western blot和免疫荧光实验技术检测小鼠结肠中炎症信号通路NF-κB、MAPK的激活和紧密连接蛋白ZO-1、Occludin、Claudin-3蛋白表达含量。结果显示,S5与TY联用比单独使用显著提高了小鼠结肠组织中的ZO-1、Occludin、Claudin-3表达量,增加了小鼠结肠组织杯状细胞数量,保护了小鼠肠道屏障的完整性。同时,我们的结果进一步显示,S5与TY联用通过抑制NF-κB p65亚基和MAPK p38、JNK和ERK1/2)的磷酸化来抑制NF-κB和MAPK炎症信号通路的激活。其次,通过使用16Sr RNA高通量测序技术分析了小鼠的肠道菌群结构。分析显示,S5与TY联用比单独使用对DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠的肠道菌群的结构影响较小,S5与TY联用组与正常小鼠肠道菌群结构相似。通过使用Spearman相关性分析,肠道菌群与结肠炎相关病理学指标有密切联系,其中阿克曼菌属(Akkermansia)、粪口菌属(Faecalibaculum)和双歧杆菌(Bifidobacterium)等有益菌与DAI、促炎细胞因子、炎性细胞浸润呈负相关,而脱硫弧菌(Desulfovibrio)、志贺氏埃希氏菌(Escherichia-Shigella)和丹毒梭菌(Erysipelatoclostridium)等有害菌与DAI、促炎细胞因子、炎性细胞浸润呈正相关。这一结果表明S5与TY联用可能通过调节肠道菌群缓解结肠炎诱导的肠黏膜屏障的损伤。为了验证上述猜想,我们采集S5与TY联用处理过的小鼠粪便对UC小鼠进行粪菌移植实验(Fecal Bacteria Transplantation Experiment,FMT)。随后我们对小鼠的肠道菌群及结肠中的炎性细胞因子、炎性信号通路、紧密连接蛋等指标进行检测。结果显示,FMT显著缓解了DSS诱导溃疡性结肠炎小鼠的肠道病理组织损伤、增加了杯状细胞的数量、抑制了小鼠的炎症水平、增加肠道紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-3和Occludin蛋白的表达量。同时,FMT还可以缓解氧化应激和抑制由病原菌激发的NF-κB/MAPK相关炎症反应。此外,FMT显著增加了DSS诱导的结肠炎小鼠肠道中益生菌嗜黏蛋白Akkermansia的丰度~([10])。这些结果表明S5与TY联用依赖于调节肠道菌群结构缓解DSS导致的肠屏障损伤。综上所述,本课题研究表明S5与TY联用可增强肠物理屏障和改善肠道菌群结构,发挥对DSS诱导的溃疡性结肠炎的保护作用。本实验为益生菌与天然抗氧化产物相关产品的开发以及公共卫生、畜牧养殖、疾病药物等相关领域提供了实验依据。