第一部分 青年与老年溃疡性结肠炎患者临床特征和预后结局的比较目的:比较中重度活动的青年和老年溃疡性结肠炎（ulcerative colitis,UC）患者之间的临床特点、药物治疗选择和临床预后差别。方法:连续纳入2000年1月至2019年12月期间于北京协和医院住院、诊断UC且中重度活动期患者148例,包括诊断年龄≥60岁的老年UC患者74例,以及根据性别、UC病程（±15%）、疾病活动度、入院时间（±1年）匹配的诊断年龄＜60岁的青年UC患者74例,随访至病案系统最近一次就诊记录或2019年12月。主要结局指标是UC相关的结肠切除术或死亡。结果:纳入148例患者中位随访时间为37.5个月。青年和老年UC患者两组均有56例（75.7%）接受中高剂量的系统性糖皮质激素治疗,老年患者组的临床有效率低于青年患者组（青年vs.老年:85.7%vs.76.8%,P=0.23）,老年UC患者在糖皮质激素治疗4周前后的临床活动指数降低水平[青年vs.老年:6.0（3.0-8.0）vs.2.0（-1.5-4.00）分,P＜0.001]、C 反应蛋白[青年 vs.老年:27.8（9.7-58.1）vs.23.9（3.5-65.5）mg/L,P=0.61]、血沉[青年 vs.老年:15.5（3.8-36.5）vs.9.0（-1.3-30.5）mm/h,P=0.16]变化均不及青年UC患者显著。老年UC患者出现激素依赖（青年vs.老年:22.9%vs.48.8%）或激素抵抗（青年vs.老年:14.3%vs.23.2%）的比例更高。老年UC患者免疫抑制剂（青年vs.老年:32.4%vs.18.9%,P=0.06）和生物制剂（青年vs.老年:10.8%vs.1.4%,P=0.04）应用比例较青年患者低。预后方面,老年UC患者行结肠切除手术比例显著增高（青年vs.老年:12.2%vs.28.4%,P=0.014）且手术发生时间更早[青年 vs.老年:39.5（12-57.38）vs.8.0（0.5-44.75）个月,P=0.001]。多因素分析显示UC诊断年龄≥60岁（HR=2.868,95%CI 1.290-6.375,P=0.01）、男性、糖皮质激素抵抗和出现并发症是UC相关结肠切除手术事件发生的独立危险因素。老年UC患者发生严重感染的风险更高（青年vs.老年:35.1%vs.55.4%,P=0.013）,主要包括巨细胞病毒感染、肠道细菌感染和肠道外感染。多因素分析显示UC诊断年龄≥60岁（OR=2.774,95%CI 1.355-5.675,P=0.015）、广泛结肠病变、糖皮质激素抵抗和生物制剂应用史与UC患者出现严重感染风险有独立相关性。结论:中重度活动的老年UC患者发生治疗失败的风险更高,且UC诊断年龄≥60岁是发生结肠切除术、死亡或严重感染事件的独立危险因素之一,因此需加强对老年UC患者的病情监测并优化其个体化治疗策略。第二部分 线粒体损伤是老年和青年结肠炎发病机制差异的重要因素目的:从线粒体形态学、能量代谢、氧化应激以及线粒体功能相关分子表达等方面分析研究青年/老年结肠炎之间线粒体功能异常的差异,探究线粒体损伤在老年UC发病机制中的地位。方法:（1）收集中重度活动的青年和老年UC患者结肠黏膜标本,进行转录组测序分析,同时从Gene Expression Omnibus（GEO）数据库获取的中重度UC结肠黏膜表达谱数据,分析青年和老年UC结肠黏膜差异表达基因,结合MitoMiner、Aging Atlas数据库筛选与线粒体或衰老相关的差异基因,并进行基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析;运用STRING数据库构建蛋白交互网络,应用Cytoscape软件Cytohubba、MCODE插件筛选有意义的核心差异基因,并于临床患者与动物模型样本进行验证。（2）选择青年（6-8周）和老年（≥16月龄）C57BL/6雄鼠建立硫酸葡聚糖钠（DSS）急性结肠炎模型,通过疾病活动指数（DAI）、组织学评分评估结肠炎症程度;透射电镜评估线粒体形态学变化;结肠组织匀浆测定ATP水平;分离小鼠结肠上皮细胞,运用DCFHDA、MitoSOX探针测定上皮细胞总活性氧（ROS）和线粒体ROS水平;实时荧光定量PCR（qRT-PCR）测定结肠线粒体相关分子mRNA表达并验证转录组测序与生物信息学分析所得差异基因的表达。结果:（1）中重度UC结肠黏膜表达谱数据GSE87466包含青年UC患者（＜45岁）49例和老年UC（≥60岁）12例,差异基因分析结合线粒体相关数据库MitoMiner,筛选出与线粒体相关差异基因101个,包括电子传递链亚基基因NDUFAF5、NDUFAF6,ATP调控基因ATP13A3,线粒体裂变调控基因MFF、MTFR1等,GO与KEGG富集分析提示差异基因编码蛋白与线粒体呼吸链酶复合体组分、线粒体膜组成与功能、线粒体转运等密切相关。对青年和老年UC患者结肠黏膜（均为中重度活动）样本进行转录组测序,结果显示两组差异表达基因（P＜0.05且|log2FC|＞1）713个,结合MitoMiner数据库和衰老相关数据库Aging Atlas,筛选出与线粒体相关的差异基因30个,部分也与衰老相关,GO与KEGG富集分析显示差异基因编码蛋白与线粒体氧化还原调节、线粒体膜组成与功能、氧化磷酸化、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）信号通路等密切相关;蛋白互作分析提示乙醛脱氢酶1家族成员L1（ALDH1L1）和琥珀酰羟甲基戊二酸辅酶A转移酶（SUGCT）可能存在共表达关系。qPCR验证显示ALDH1L1和SUGCT mRNA在青年健康对照、青年UC患者、老年健康对照和老年UC患者结肠组织中表达依次减低,ALDH1L1mRNA相对表达量分别为1.0±0.13、0.43±0.15、0.39±0.04、0.17±0.05（青年 UC vs.老年 UC:P=0.06）,SUGCT mRNA 相对表达量分别为 1.0±0.13、0.77±0.06、0.72±0.24、0.18±0.01（青年 UC vs.老年 UC:P＜0.05）。（2）动物模型方面,与青年DSS结肠炎小鼠相比,老年DSS结肠炎小鼠体重下降更明显,DAI上升更快,组织学评估炎症程度更重。透射电镜下发现老年DSS结肠炎小鼠线粒体结构破坏更重,表现为线粒体肿胀变大变圆、基质变浅,嵴减少、断裂甚至消失。通过组织匀浆测定ATP水平,结果显示老年DSS结肠炎小鼠结肠组织ATP水平低于青年结肠炎鼠。流式细胞分析显示老年DSS结肠炎小鼠的结肠上皮细胞DCFHDA和MitoSOX阳性比例和荧光强度高于青年DSS结肠炎小鼠。qPCR结果显示部分线粒体相关分子在青年和老年结肠炎小鼠组织存在表达差异,ME2、Prkaa2、SDHA、PGC1α、DACT2、SUGCT、ALDH1L1、ECHDC3 mRNA在老年DSS结肠炎小鼠表达下降更明显（青年DSS结肠炎vs.老年DSS结肠炎组 mRNA 相对表达量,ME2:0.85±0.18 vs.0.44±0.21,P=0.05;ALDH1L1:0.55±0.32 vs.0.19±0.11,P=0.03;余 P＞0.05）。结论:1、与青年结肠炎小鼠相比,老年DSS结肠炎小鼠结肠上皮细胞线粒体形态学破坏更重,ATP水平减低,总ROS和线粒体ROS水平增高更显著,结肠炎症程度更重;2、青年/老年发病的中重度UC患者和DSS结肠炎小鼠结肠中线粒体相关分子存在表达差异,与线粒体膜结构、氧化还原状态、氧化磷酸化与ATP调控以及线粒体裂变等功能关系密切,其中两个线粒体功能相关基因ALDH1L1、SUGCT在老年炎症中表达低于青年炎症组,且两者可能存在共表达关系。第三部分 线粒体损伤参与调节衰老-炎症进展的分子机制初探目的:探究ALDH1L1和SUGCT在衰老-炎症进展与线粒体损伤中的作用,为ALDH1L1和SUGCT在老年发病UC中潜在治疗价值提供依据。方法:（1）运用第二部分中收集的中重度活动的青年/老年UC患者结肠黏膜标本和青年/老年DSS结肠炎小鼠结肠样本,免疫组织化学染色（IHC）、qPCR、Western blot（WB）分别测定ALDH1L1和SUGCT在结肠组织中的分布、mRNA和蛋白表达水平差异;（2）分别通过小干扰RNA（siRNA）和过表达质粒转染HCT116细胞来干预ALDH1L1或SUGCT表达,再予外源性TNFα刺激,运用DCFHDA、MitoSOX探针测定细胞总ROS和线粒体ROS的变化;通过seahorse XFe24进行线粒体压力测试测定细胞耗氧率（OCR）,评价线粒体呼吸功能指标;WB检测干预表达后细胞NLRP3、IL-1β蛋白的变化。予ROS清除剂N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）预处理ALDH1L1或SUGCT过表达的细胞,再予TNFα刺激,WB测NLRP3、IL-6、IL-1β蛋白的变化。结果:（1）在临床和动物模型样本中,WB和qPCR显示炎症组ALDH1L1、SUGCT mRNA和蛋白表达均下降,且老年炎症组下降更为显著。IHC提示ALDH1L1和SUGCT主要分布于结肠黏膜上皮细胞的胞浆中。外源性TNFα刺激HCT116细胞后ALDH1L1和SUGCT表达同样减低。（2）流式细胞术检测提示干扰ALDH1L1或SUGCT表达的HCT116细胞,予TNFα刺激后,总ROS水平升高比阴性对照+TNFα组更明显（ALDH1L1干扰组:P＞0.05;SUGCT干扰组:P＜0.05）,而线粒体ROS水平升高程度不及阴性对照+TNFα组显著（P＜0.05）。炎症方面,WB示siALDH1L1、siSUGCT干预组予TNFα刺激后NLRP3、IL-1β升高程度比阴性对照+TNFα组低（蛋白相对表达量:siALDH1L1+TNFα 组 vs.NC+TNFα 组:NLRP3:0.90±0.09 vs.1.38±0.04,P＜0.05;IL-1β:0.77±0.02 vs.1.35±0.31,P＜0.05;siSUGCT+TNFα 组 vs.NC+TNFα 组:NLRP3:0.90±0.06 vs.1.38±0.04,P＜0.05;IL-1β:0.77±0.12 vs.1.35±0.31,P＜0.05）。通过过表达质粒瞬时转染,流式细胞术检测提示ALDH1L1或SUGCT过表达的HCT116细胞,予TNFα刺激后,总ROS水平升高比阴性对照+TNFα组更明显（ALDH1L1干扰组:P＜0.05;SUGCT干扰组:P＞0.05）,线粒体ROS水平升高亦比阴性对照+TNFα组显著（P＜0.05）。炎症方面,ALDH1L1、SUGCT过表达细胞予TNFα刺激后NLRP3、IL-1β升高程度比阴性对照+TNFα组更明显（蛋白相对表达量,ALDH1L1 过表达+TNFα 组 vs.NC+TNFα 组:NLRP3:1.24±0.07 vs.0.98±0.11 倍,P＜0.05;IL-1β:2.40±1.41 vs.1.49±0.31 倍,P＞0.05;SUGCT过表达+TNFα 组 vs.NC+TNFα 组:NLRP3:1.0±0.27 vs.0.98±0.11 倍,P＞0.05;IL-1β:1.74±0.46 vs.1.49±0.31 倍,P＞0.05）。予 NAC 预处理 ALDH1L1 或SUGCT过表达的细胞,再予TNFα刺激,WB结果显示ALDH1L1或SUGCT参与的NLRP3激活部分受抑制,IL-1β、IL-6促炎因子表达下调。结论:1、炎症状态下,UC患者和DSS结肠炎小鼠模型结肠组织ALDH1L1、SUGCT表达均明显下降,且老年组表达减低更显著;TNFα刺激亦可使结肠上皮细胞ALDH1L1、SUGCT 表达下调;2、ALDH1L1或SUGCT表达可影响线粒体呼吸储备能力和ATP产生,改变细胞活性氧水平,并可能通过影响NLRP3炎性小体信号通路调控氧化应激损伤和炎症反应程度。