基于组学技术对黄白健脾口服液治疗犊牛湿热泄泻作用机制的研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Liudeyuan123
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湿热泄泻是犊牛腹泻中最常见的证型,其病因复杂,病毒、细菌混合感染性病例多见,主要依靠抗生素治疗,因此导致的细菌耐药问题突出,临床上对诸如中兽医药等可替代抗生素防治该类疾病的技术需求日益紧迫。组学理念与中医的整体观念相类似,基因组、代谢组等组学技术已被广泛应用到中医、中药领域的相关研究。黄白健脾口服液是以白头翁汤和四君子汤为基础,加减配伍而成的中药复方,具有清热解毒、燥湿止痢、益气和胃的功效。本论文分别开展了黄白健脾口服液急性毒性、治疗效果、作用机制的体内和体外研究,旨在阐述黄白健脾口服液治疗犊牛湿热泄泻的作用机制,为黄白健脾口服液新药研发和临床合理应用提供基础数据和科学依据。(1)黄白健脾口服液急性毒性试验及对湿热泄泻的治疗效果评价急性毒性试验结果表明,黄白健脾口服液的LD50大于50000 mg/kg;最大给药剂量下未造成小鼠死亡,且对小鼠临床体征无明显影响,未观察到明显组织病理学变化,合理剂量范围内此方剂无明显毒副作用。采用高糖高脂饮食、高温高湿环境、生物致病因子等多重因素的刺激成功建立了湿热泄泻大鼠模型,表现出小便短赤、粪便色黄且黏腻腥臭、体温升高等典型的湿热泄泻临床症状,血常规、血生化指标和组织病理学诊断结果也出现异常变化;经黄白健脾口服液治疗后,大鼠临床症状明显好转,肝脏、肺脏、肠道病理变化得到不同程度改善,体重增长明显恢复,体温、血生化、血常规基本恢复到正常水平。根据中兽医理论制定的犊牛湿热泄泻临床病例诊断标准,纳入了46头湿热泄泻自然病例,从采集的肛拭子检测到了轮状病毒、冠状病毒、隐孢子虫、大肠杆菌K99、贾第鞭毛虫5种病原,混合感染病例为39.13%,其中冠状病毒的检出率最高为34.78%;病牛血清尿酸、尿素氮和肌酐等生化指标出现异常,IL-10和TFF3的含量显著降低,IL-1β的含量显著增加;经黄白健脾口服液治疗后,病牛临床症状明显减轻甚至全愈,治疗有效率为84.78%,治疗后血生化指标和相关细胞因子水平也基本恢复正常。(2)基于组学技术探究犊牛湿热泄泻发病机制16S r DNA测序结果显示,与健康犊牛肠道微生物测定结果相比,湿热泄泻犊牛肠道大肠志贺氏杆菌、肠球菌、拟杆菌等微生物发生了显著变化。蛋白质组学测定结果显示,湿热泄泻犊牛血浆触珠蛋白前体、黄嘌呤脱氢酶和凝血因子XIII B等52个蛋白与健康犊牛间存在显著差异,这些蛋白与嘌呤代谢、肠道Ig A相关免疫网络、PI3K信号通路等生物学过程相关;对其中的13个差异蛋白进行平行反应监测验证,结果发现纤维连接蛋白前体和载脂蛋白C-IV前体与犊牛湿热泄泻密切相关,可以作为犊牛湿热泄泻的生物标志物。代谢组学测定结果表明,血清胆碱、磷脂酰胆碱、卵磷脂等194种血浆代谢物在湿热泄泻犊牛和健康犊牛间存在显著差异,它们与α-亚麻酸代谢、亚油酸代谢和甘油磷脂代谢等相关。(3)黄白健脾口服液治疗犊牛湿热泄泻的作用机制研究蛋白质组学测定结果表明,聚合免疫球蛋白受体、α-1-酸性糖蛋白前体等在治疗后显著下调,凝血因子XIII B链和血红蛋白β亚基等在治疗后显著上调,这些蛋白与肠道Ig A相关免疫网络、补体与凝血级联反应、急性炎症反应等显著相关;代谢组学测定结果表明,经黄白健脾口服液治疗后,犊牛血浆胆碱、去甲硫氨酸和吡丁醇等300种代谢物发生了显著改变,它们与53条信号通路相关,其中α-亚麻酸代谢、亚油酸代谢和花生四烯酸代谢等9条通路被显著富集;16S r DNA测序结果显示,经黄白健脾口服液治疗后巨型球菌、双歧杆菌、考拉杆菌等肠道微生物有明显改变。湿热泄泻大鼠结肠组织中P-PI3K、P-AKT、P-NF-κB蛋白的表达量显著增加,血浆中IL-1β、IL-2、IL-6的表达量显著增加、IL-10的表达量显著下降;经黄白健脾口服液治疗后P-PI3K、P-AKT与P-NF-κB蛋白的表达量和IL-1β、IL-2、IL-6的表达量显著降低,IL-10的表达量显著增加;这些指标在TNF-α刺激的IEC-6炎性反应过程中得到了进一步验证,上述结果表明黄白健脾口服液可以通过抑制PI3K/AKT/NF-κB信号通路减轻肠道炎症反应。综上所述,黄白健脾口服液可通过调节α-亚麻酸代谢、亚油酸代谢和甘油磷脂代谢的紊乱,改善凝血因子XIII B和IGLV1-40等蛋白异常表达,调控肠道Ig A相关免疫网络变化,调节与嘌呤、嘧啶、氨基酸代谢相关的肠道微生物平衡,干预PI3K/AKT/NF-κB信号通路抑制炎症反应,进而发挥治疗犊牛湿热泄泻的作用。黄白健脾口服液是治疗犊牛湿热泄泻的有效候选药物,有进一步开发价值。
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