基于生物信息学和动物实验探讨泄浊解毒方调控铁死亡治疗溃疡性结肠炎的作用机制

目的 运用生物信息学的方法,筛选与溃疡性结肠炎（UC）密切相关的铁死亡差异基因（FRGs）,通过动物实验验证泄浊解毒方治疗UC的作用机制是否与调控细胞铁死亡相关。方法 从GEO数据库中获取UC患者结肠黏膜组织差异表达基因,与铁死亡基因取交集,获取FRGs,通过聚类分析、最小绝对收缩和选取算子（LASSO）回归和接收者操作特征曲线（ROC）曲线分析获取核心FRGs。动物实验采用2.5%的葡聚糖硫酸钠（DSS）自由饮方式制备UC小鼠模型,泄浊解毒方及美沙拉嗪灌胃7 d,苏木素-伊红（HE）染色观察结肠黏膜炎性浸润情况,实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）方法检测结肠组织中E3泛素连接酶（FBXW7）、锌指蛋白（ZFP36）、溶质载体家族7成员11（SLC7A11）、Toll样受体4（TLR4）mRNA表达量;蛋白免疫印迹法（Western blot）检测结肠组织中FBXW7、ZFP36、SLC7A11、TLR4蛋白表达量。结果 从GEO数据库筛选出数据集GSE87466,与铁死亡基因取交集,得到21个FRGs,经过聚类分析及LASSO回归和ROC曲线分析后得到核心FRGs（FBXW7、ZFP36、SLC7A11、TLR4）,免疫浸润分析结果显示初始B细胞、M1型巨噬细胞、浆细胞、M2型巨噬细胞在UC小鼠结肠黏膜组织中表达差异具有统计学意义,核心FRGs与此类免疫细胞同样存在显著相关性。进一步通过动物实验发现,模型组小鼠结肠黏膜组织结构紊乱,大量炎性细胞浸润,经泄浊解毒方及美沙拉嗪治疗后各组小鼠结肠黏膜组织炎症反应情况均出现不同程度的缓解,泄浊解毒方高剂量组小鼠结肠黏膜几乎无炎症改变。与正常组比较,模型组FBXW7、ZFP36、SLC7A11、TLR4蛋白和mRNA的表达量显著升高（P<0.01）,经泄浊解毒方及美沙拉嗪治疗后,各组小鼠结肠黏膜中核心FRGs表达均显著下调（P<0.01）。结论 FBXW7、ZFP36、SLC7A11、TLR4是与UC发病密切相关的铁死亡基因,泄浊解毒方可通过下调铁死亡核心基因明显缓解小鼠结肠黏膜炎症反应。