溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)是一种慢性的、非特异性反复发作的肠道疾病,主要发生于大肠。近年来,随着我国人民生活水平的提高,UC发病率逐渐升高,成为世界难治性疾病之一。UC患者通常表现出许多临床症状,如腹痛、腹泻、体重减轻和便血等,严重威胁着公众健康。它被认为是由多种因素(包括遗传因素,饮食、环境和微生物因素等)引起的,其特点是上皮屏障损坏、炎症稳态失衡和活性氧的大量蓄积。因此,UC的完全治愈不仅需要缓解炎症,还需要修复受损的结肠黏膜。到目前为止,UC治疗主要局限于通过使用消炎药或免疫抑制剂来降低炎症程度。尽管这些药物有治疗UC的效果,但它们的进一应用受到限制,因为它们对免疫系统的非特异性作用,导致短期和长期毒副作用,如过敏反应,恶心,肝脏功能指标升高,胰腺炎和其他危及生命的副作用。此外,局部活跃且全身吸收最少的抗炎药物(5-氨基水杨酸)需要频繁的高剂量给药,以发挥可观的临床疗效。因此UC的治疗迫切需要具有粘膜愈合、抗炎和抗氧化作用等特性的新疗法。蚕丝,是熟蚕结茧时分泌丝液凝固而成的连续长纤维,也称“天然丝”。它与羊毛一样,是人类最早利用的动物纤维之一。蚕丝由两部分组成,包括外围的丝胶蛋白和内部的丝素蛋白。丝胶作为蚕丝的重要组成部分有悠久的历史,但由于丝胶蛋白分子结构主要为无规则卷曲,分子空间结构松散、无序和机械强度低,故在丝绸加工过程中通常被当作废物丢弃。近年来,为了更好的开发利用各种自然资源,丝胶逐渐引起生物医学领域研究人员的关注。丝胶可变氨基酸组成和各种官能团赋予它极具吸引力的生物活性,包括良好的生物相容性、抗炎、抗氧化、促进细胞增殖和粘附等。然而,其治疗UC的潜力尚未被开发,并且也没有关于比较三种丝胶对UC的治疗效果的报道。本研究的目的是比较三种不同来源的丝胶(包括家蚕丝胶(Silkworm sericin,SS)、柞蚕丝胶(Tussah sericin,TS)和蓖麻蚕丝胶(Castor silk sericin,CSS))生物相容性、吞噬效率、抗炎性能、抗氧化性能、黏膜修复的能力及口服水凝胶(壳聚糖/海藻酸钠)包裹SS、TS或CSS分子在葡聚糖硫酸钠(Dextran sulfate sodium,DSS)诱导的UC小鼠模型中的治疗作用,并进一步发现其潜在机制。研究内容分为如下三个部分:第一部分,不同来源的丝胶的提取及表征。(1)采用碳酸钠脱胶法分别从家蚕茧、柞蚕茧和蓖麻蚕茧提取SS、TS和CSS;(2)采用紫外可见分光光度计测定了三种丝胶的紫外吸收曲线。第二部分,不同来源丝胶的体外细胞实验。(1)用MTT法检测SS、TS和CSS对结肠炎细胞系(Raw264.7细胞和Caco2结肠上皮细胞)的毒性;(2)采用流式细胞仪(FCM)和激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)对Raw264.7细胞和Caco2细胞吞噬SS、TS和CSS的效率进行了定量和定性检测;(3)采用ELISA试剂盒检测SS、TS和CSS处理前后Raw264.7细胞的主要促炎因子TNF-α表达水平;(4)采用超氧化物阴离子探针(二氢乙啶,DHE)测定SS、TS和CSS处理前后Raw264.7细胞内ROS的表达水平;(5)通过细胞划痕实验检测了SS、TS和CSS对Caco2细胞的黏膜愈合效果。第三部分,不同来源丝胶的体内UC治疗效果评价。(1)应用活体/离体成像技术,验证SS、TS或CSS通过口服的方式给药后在小鼠胃肠道和五脏的分布;(2)利用葡聚糖硫酸钠(Dextran sulfate sodium,DSS)诱导了UC小鼠模型,检测口服海藻酸钠/壳聚糖包埋SS、TS或CSS水凝胶对UC的缓解作用,并进一步探究了其潜在机制。结果显示,与TS和CSS相比,纯化后的SS对Raw264.7细胞和Caco2细胞显示出低的细胞毒性,即使使用浓度为200μg/mL的SS分子处理48 h时细胞存活率仍然大于80%。并且SS能最高效地被Raw264.7细胞和Caco2细胞吞噬。Raw264.7细胞经SS、TS和CSS处理后,SS能最显著地下调主要促炎因子TNF-α地表达,并且当丝胶浓度为100μg/mL,促炎因子TNF-α的表达量与阴性对照组没有明显差异。此外,三种丝胶均具有优异的抗氧化和促进黏膜愈合的效果,且显示出剂量依赖的特性。最后,动物实验证实,口服水凝胶(壳聚糖/海藻酸钠)-包埋SS能有效地聚集到结肠病灶部位并更有效地减轻DSS诱导的UC症状(如体重减轻、结肠缩短、髓过氧化物酶(MPO)活性增加和组织病理学表现)。这种症状通过促进黏膜愈合与增加紧密连接蛋白(ZO-1)和结肠粘液得到进一步缓解。综上所述,我们的结果表明,SS具有更好的生物相容性,优异的抗炎、和抗氧化性能和黏膜修复的能力。此外,在DSS诱导的UC小鼠模型中具有更好的缓解UC症状的效果。因此,壳聚糖/海藻酸钠水凝胶包埋的SS可以作为一种很有前途的口服治疗UC的天然药物。