目的:1、通过体内实验验证姜黄素治疗溃疡性结肠炎的作用和机制是否和铁死亡有关。2、利用网络药理学和分子对接技术系统地探讨姜黄素通过铁死亡通路治疗溃疡性结肠炎的相关信号机制,为进一步的体内实验研究提供参考。3、进一步通过体内实验验证姜黄素通过JAK2-STAT3信号通路调控铁死亡治疗溃疡性结肠炎的作用及其机制。方法:1、通过结肠炎动物模型验证姜黄素对溃疡性结肠炎的保护作用和铁死亡通路有关。具体方法如下:选取36只成年雄性Balb/c小鼠(6-8周龄,18-22g),适应性饲养一周后随机分到6个组(6只/组):正常对照组(A组):正常饮食+饮水;模型组(B组):正常饮食+含5%DSS自由饮水;姜黄素高剂量组(C组):含5%DSS自由饮水+含40g/L姜黄素的饲料喂养;姜黄素中剂量组(D组):含5%DSS自由饮水+含20g/L姜黄素的饲料喂养;姜黄素低剂量组(E组):含5%DSS自由饮水+含10g/L姜黄素的饲料喂养。阳性对照组(F组):含5%DSS自由饮水+含5g/L柳氮磺胺吡啶的饲料喂养;所有小鼠给药7天,每天同一时间记录小鼠的一般情况。主要观察小鼠大便质地及次数,检测潜血或便血特征(稀便、腹泻、鲜血便),记录体重变化,并进行疾病活动指数(disease activity index,DAI)评分。7天后对小鼠禁食禁水12小时,随即处死小鼠,分离结肠,观察结肠大体形态并测量其长度,收集结肠组织、血清,并进行黏膜损伤评分。通过病理学检测不同组别的小鼠结肠组织的HE染色和病理学评分。通过生化试剂盒检测不同组别的小鼠Fe、MDA,GSH、SOD含量,通过免疫组化法检测不同组别的小鼠ACSL4蛋白的表达。2、网络药理学与分子对接:从瑞士目标预测平台中提取姜黄素的靶点,从FerrDB数据库获取铁死亡相关靶点,从GeneCards、OMIM数据库检索溃疡性结肠炎相关目标。构建了一个蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络来筛选核心靶点。R语言包bioconductor包进行GO和KEGG途径富集分析。通过分子对接评估潜在靶点、铁死亡相关信号通路、姜黄素之间的相互作用。对通过分子对接获得的最佳核心蛋白复合物进行了分子对接。3、对获取到的相关信号通路继续做动物实验验证。通过免疫组化法检测不同组别的小鼠JAK2、STAT3蛋白的表达。结果:1、动物体内实验研究机制结果表明:(1)小鼠一般情况及DAI评分:正常组小鼠精神状态佳、活动敏锐、毛发光泽鲜亮、粪便正常。模型组小鼠与正常组相比,在造模后4天出现精神萎靡、活动迟缓、毛发稀疏干枯、腹泻、粪便不成形、粘液血便、肛周红肿、体重明显减轻等症状,姜黄素治疗组和阳性对照组小鼠与模型组对照,上述情况均有好转,且与姜黄素剂量成正比关系。但与正常组相比,上述情况恢复略差。DAI评分结果显示:姜黄素高、中、低剂量组和阳性对照组均比模型组低,差异具有统计学意义(P<0.05);姜黄素高、中、低剂量组和阳性对照组组间两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)。(2)病理学检测:正常组小鼠结肠黏膜表面光滑,无充血、水肿,腺体排列规则;模型组小鼠结肠黏膜糜烂,明显充血、水肿,见黏膜广泛溃疡,大量的炎症细胞浸润;阳性对照组和姜黄素组的病理学表现有显著改善,且姜黄素高、中、低剂量组的小鼠在结肠炎病变程度、炎症细胞浸润和黏膜屏障损伤方面呈剂量依赖性改变。(3)炎症指标的检测表明:模型组中促炎因子TNF-α、IL-6的含量升高,抗炎因子IL-10的含量降低。阳性对照组和姜黄素组能降低血清中TNF-α、IL-6的含量,升高IL-10含量,且姜黄素组呈剂量依赖性。差异均具有统计学意义(P<0.05)。因此,姜黄素能有效改善溃疡性结肠炎的炎症情况。(4)生化指标检测:selleck NMR与正常组相比,模型组Fe、MDA含量增高,GSH、SOD含量增低(P<0.05),与模型组相比,阳性对照组和姜黄素组Fe、MDA含量减少,GSH、SOD含量增高(P<0.05)。其中姜黄素高剂量组和阳性对照组组治疗效果好(P<0.01),两组间比较无统计学意义(P>0.05),其次姜黄素中剂量组和姜黄素低剂量组(P<0.05)。(5)免疫组化结果表明:与正常组相比,模型组小鼠结肠组织中的ACSL4蛋白表达显著增加,与模型组相比,阳性对照组和姜黄素组的ACSL4蛋白表达均有不同程度的降低,差异具有统计学意义(P<0.05)。其中,阳性对照组和高剂量姜黄素组的ACSL4蛋白表达降endothelial bioenergetics低幅度最大(P<0.01),两组间比较无统计学意义(P>0.05),姜黄素中、低剂量组次之(P<0.05)。说明姜黄素治疗溃疡性结肠炎与铁死亡机制有关。2、网络药理学与分子对接结果Bafilomycin A1使用方法表明:通过对姜黄素100个靶点鉴定,GeneCards数据库检索6065溃疡性结肠炎相关的基因,FerrDB数据库获得366个与铁死亡相关的相关调节因子、标志物和疾病信息,三者交集靶点共获得15个交集基因。对PPI网络的拓扑分析揭示了 10个核心目标。GO和KEGG通路富集分析表明,姜黄素的作用与炎症密切相关,主要参与人类巨细胞病毒感染、丙型肝炎、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药性、Kaposi肉瘤相关疱疹病毒感染、IL-17信号通路、前列腺癌、脂质和动脉粥样硬化、弓形虫病、JAK2-STAT3等信号通路调控溃疡性结肠炎进程。选择JAK2、STAT3进行分子对接。结果显示,活性化合物与筛选出的靶标之间具有良好的结合能力。3、动物体内实验研究机制结果表明:免疫组化结果表明:与正常组相比,模型组小鼠结肠组织中的JAK2、STAT3蛋白表达显著增加,与模型组相比,阳性对照组和姜黄素高剂量组的JAK2、STAT3蛋白表达均有不同程度的降低,差异具有统计学意义(P<0.01)。其中,阳性对照组和高剂量姜黄素组的JAK2、STAT3蛋白表达降低幅度最大,两组间比较无统计学意义(P>0.05),姜黄素中、低剂量组次之(P<0.05)。说明姜黄素治疗溃疡性结肠炎的铁死亡过程中涉及JAK2-STAT3信号通路。结论:姜黄素可能通过JAK2-STAT3信号通路调控铁死亡进程,从而治疗溃疡性结肠炎。