凉粉草(Mesona chinensis Benth)是唇形科的一年生草本植物,可药食两用,在我国南方省份多有分布。多糖是凉粉草中主要的活性成分之一,研究表明凉粉草多糖具有抗氧化、调节免疫、降血糖等生物活性,但凉粉草多糖对结肠炎的改善作用及其机制的研究却鲜有报道。本文以凉粉草多糖(Mesona chinensis Benth polysaccharide,MBP)为研究对象,通过在体外构建硫酸葡聚糖钠(DSS)诱导的Caco-2细胞炎症损伤模型,初步探究MBP干预对于细胞凋亡、氧化应激状态及肠道屏障完整性的影响;然后通过建立DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型,探究MBP干预对于小鼠的病理指标、肠道屏障通透性、与MAPK/NF-κB有关的肠道炎症、肠道菌群及其代谢物短链脂肪酸(SCFAs)、肝脏氧化应激水平的影响,揭示MBP对DSS诱导的Caco-2细胞损伤及小鼠结肠炎的缓解作用和分子机制。本文所得主要结论如下:1、建立DSS诱导Caco-2细胞炎症损伤模型及单层细胞模型,研究MBP对肠道细胞状态及肠道屏障的影响。细胞活力实验及LDH实验结果表明DSS对于Caco-2细胞有较强的毒性作用,而MBP干预能增强Caco-2细胞的活力,减少LDH的产生。其次,DSS使得细胞氧化应激状态失调,而MBP干预可以通过增强SOD活性、降低ROS含量、减少炎症因子TNF-α和IL-6的分泌和降低COX-2蛋白的表达以改善失调现象。此外,细胞周期、细胞凋亡及蛋白印迹实验结果表明MBP干预可以使得细胞生长周期恢复正常,同时通过CLatent tuberculosis infectionaspase-3/Bcl-2/Bax途径减轻DSS造成的细胞凋亡情况。进一步通过构建Caco-2单层细胞模型,发现MBP干预可以增强Caco-2单层细胞屏障的完整性,增加TEER值,降低荧光黄的渗透率,同时促进紧密连接蛋白(TJs)如ZEnasidenibO-1,Occludin,Claudin的表达。综上结果初步表明MBP能减轻DSS诱导的肠道细胞损伤,恢复体外模拟的肠道屏障功能,为后续进行体内实验的研究提供参考。2、建立DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎模型,研究MBP对结肠炎小鼠病理特征及肠道炎症指标的影响。结肠炎小鼠相较于正常小鼠的肠道会显现出明显的病理特征如结肠缩短、体重减轻、便血和腹泻情况,切片结果分析表明其肠道隐窝及绒毛的结构被破坏、出现炎症细胞过度浸润等现象,而MBP干预可以显著提升疾病活动指数(DAI),缓解了结肠缩短的现象,降低了髓过氧化物酶(MPO)的活性,有效保护了肠道结构的完整性。同时,DSS诱导结肠组织中炎症因子的分泌情况变得紊乱,而MBP干预回调了炎症因子的产生,通过抑制TLR4/MAPK/NF-κB信号通路相关蛋白的过度CCRG 81045试剂表达,有效地改善了肠道炎症的水平。综上结果表明MBP干预能有效缓解结肠炎小鼠肠道的炎症状态,这可能与调节TLR4/MAPK/NF-κB信号通路以恢复肠道炎症因子的水平相关。3、基于溃疡性结肠炎小鼠的模型,研究MBP对结肠炎小鼠肠道屏障及肝脏氧化应激状态的影响。蛋白印迹实验及免疫荧光实验结果表明MBP干预能显著提高结肠炎小鼠肠道TJs蛋白和黏蛋白MUC-2的表达,提升凋亡相关蛋白Bcl-2/BAX的比例,增强了肠道屏障的完整性。同时恢复了血清中内毒素(ET)和内毒素结合蛋白(LBP)的水平,进而使得肝脏氧化应激状态回归平衡。综上结果表明MBP干预可以恢复结肠炎小鼠肠道屏障的完整性及肝脏的氧化失调状态。4、基于小鼠溃疡性结肠炎的模型,研究了MBP对结肠炎小鼠肠道菌群及其代谢产物SCFAs的影响。结果表明,MBP干预可以显著促进结肠炎小鼠肠道内SCFAs特别是乙酸盐和丙酸盐的产生。16S r RNA高通量测序结果表明DSS诱导使得小鼠肠道菌群严重失调,表现为Firmicutes与Bacteroidetes的比值显著升高且多样性降低。而MBP干预可以恢复结肠炎小鼠肠道菌群组成结构的变化,降低了多种致病菌如Clostridiaceae＿Clostridium、Helicobacter和Prevotella的相对丰度,同时MD组中Lactobacillus和Coprococcus的相对丰度显著上升;HD组中Bifidobacterium和Oscillospira等有益菌的相对丰度显著上升,同时HD组的菌群多样性结果与正常组相似。LEf Se分析结果显示MC组中的优势菌种为Turicibacter、Acinetobacter和Clostridium;而LD、MD、HD组的标志菌分别为Coprococcus,Akkermansia和Sphingomonas,Blautia和Dysgonomonas。综上所述,本研究先从体外建立DSS诱导Caco-2细胞炎症损伤模型及单层细胞模型,初步验证了MBP能减轻DSS对肠道细胞及细胞屏障造成的损伤。并基于此在体内建立DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎模型,证明了MBP可以从肠道炎症、肠道屏障、肠道菌群及其代谢物等多种角度起到对小鼠结肠炎的缓解作用并探究了其中的作用机制。本研究结果可以为天然植物多糖在结肠炎的治疗方面提供科学指导和实验依据,同时有助于开发凉粉草的附加价值。