目的:溃疡性结肠炎(Ulcerativecolitics,UC)是一种常见的免疫性肠道疾病,现有的主要治疗药物如:氨基水杨酸、糖皮质激素等抗炎药物均具有一定的副作用。临床UC患者常见的腹泻、便溏、便血、活动度减少等症状在中医辩证理论体系中可辩证为热痢的范畴,热痢证其临床主要辩证特点即腹痛、里急后重、见赤白脓血等,热痢属寒热夹杂之证,治宜寒热并调,重在清热解毒,凉血止血。中药青黛具有清热解毒凉血作用,其主要活性提取物——靛玉红(Indirubin,IDR)已被多项研究证实对UC具有明显疗效,其机制可能与激活芳香烃受体(Aryl hydrocarbon receptor,AhR)信号通路相关。然而,AhR信号通路效应受到体内多种因素(如局部炎症微环境)的共调节,极为复杂。本研究拟采用转录组学技术,描绘结肠基因转录改变全貌,为IDR临床应用提供依据,并为青黛治疗“热痢下重”的机理提供科学解读。方法:SPF级BALB/c雄性小鼠,随机分为:正常对照组(NC)、模型组、IDR低剂量组(10 mg/kg)、IDR中剂量组(20 mg/kg)、IDR高剂量组(40 mg/kg),阳性药(柳氮磺胺吡啶,Sulfasalazine,SASP)组(520mg/kg)。模型组通过连续5天以自由饮水的方式给予2%葡聚糖硫酸钠(Dextran sulfate sodium salt,DSS)诱导小鼠UC模型;各给药组在DSS诱导同时进行给药,连续7天。记录小鼠体重、粪便质地等一般情况,并使用疾病活动指数(Disease activity index,DAI)对各组小鼠疾病严重程度进行评估。给药结束后,GSK J4体内实验剂量取结肠组织:测量结肠长度;苏木素-伊红染色法进行组织病理学检查;F4/80标记法观察结肠组织中巨噬细胞数量。提取结肠组织中的总RNA进行转录组测序,鉴定出差异表达基因;并通过通过Kyoto Encylopaedia of Genes and Genomes(KEGG)、STRING数据库等对转录组学数据进行生物信息学分析。以逆转录-定量PCR(RT-q PCR)法检测AhR及其调控的细胞色素P4501A1(Cytochrome P4501A1,CYP1A1)基因,以及炎症因子白细胞介素(Interleukin,IL)-10(IL10)、IL1B、IL17A基因的mRNA表达。蛋白印迹法(Westernblot,WB)检测Nuclear factor kappa-B(NF-κB)p65亚基、NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein3,NLRP3)、IL-1β、血红蛋白相关指标血红蛋白α(Hemoglobin alpha,HBA)、脂质过氧化物4-羟基壬烯醛(4-Hydroxynonenal,4-HNE)、抗氧化相关蛋白,包括:谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione peroxidase 4,GPX4)、核因子E2相关因子medical libraries2(Nuclear factor erythroid-2-related factor 2,NRF2)的表达水平。结果:与NC组比较,模型组小鼠体重减轻,腹泻便血严重,结肠长度明显缩短,DAI评分显著增加,病理结果显示出现严重的上皮损伤、隐窝的明显破坏、固有层和粘膜下层出现大量浸润的巨噬细胞积累、巨噬细胞数量明显增加。与模型组比较,IDR高、中剂量组可有效缓解小鼠体重减轻,改善便血状况,降低DAI评分;中剂量组结肠组织形态有明显改善及恢复,巨噬细胞积累可见显著减少。转录组分析结果显示,与NC组比较,模型组共有922个差异表达的基因(627个上调基因,295个下调基因)。其中最具显著性的上调基因是趋化因子配体5,下调的基因包括热休克蛋白家族A成员1a、1b、家族H的成员1等。蛋白质相互作用网络(Protein–protein interaction network,PPI)分析发现NLRP3、IL-1β、血红蛋白家族(Hemoglobin,HB;HBB-bt、HBB-bs、HBA2、HBA1)等为核心差异蛋白。K EGG富集结果提示IL-17信号通路变化显著。与模型组比较,IDR中剂量组发现了436个差异基因(123个上调基因,313个下调基因)。其中上调基因包括卡利克雷因1-相关蛋白酶b4,下调基因中最显著的包括AhR调控的基因NLRP3等,此外,Il22等AhR调控的基因表达未见明显改变。PPI分析发现NLRP3、IL-1β、HB家族等为差异蛋白网络的核心节点。RT-qPCR结果显示,模型组AHR及其调控基因CYP1A1 mselleck NMRRNA下调,中剂量ID R明显上调AHR基因表达,高、中、低剂量能明显上调AhR调控基因CYP1A1的mRNA水平;高、中、低剂量IDR显著下调了IL17A、IL10的表达;中、低剂量组ID R显著下调了IL1B的表达。蛋白印迹结果显示,IDR可明显降低DSS增高的NF-κB(p65)、NLRP3、IL-1β的表达水平。与NC组比较,模型组的血红蛋白HBA和脂质过氧化物4-HNE的表达水平显著上升,而抗氧化相关蛋白(GPX4与NRF2)明显下降;而IDR可显著抑制上述改变。结论:IDR可有效缓解DSS诱导的UC小鼠模型的症状,降低DAI评分,缓解肠道粘膜损伤症状,减少肠道巨噬细胞的浸润,抑制肠道炎症反应。其潜在机制与(1)激活AhR继而抑制NLRP3/IL-1β和NF-κB,(2)抑制HB催化的脂质过氧化相关。