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哈喽，小伙伴们，大仲今天带来的是药食同源主题的课题设计思路。不同于一般的中医药研究，这篇文章没有通过网药等相关分析方法，而是侧重实验研究，一起看看吧~
葛根是国家卫生部认定的“药食同源”的物种，也是一种常用的传统中药。文章从葛根中的天然化合物葛根素入手，文章揭示了葛根素通过直接抑制巨噬细胞M1极化来改善结肠炎，为结肠炎的治疗提供了新的靶点。而且，还通过多组学数据，例如转代谢组学和微生物组学等，深入探讨了背后的分子机制，包括对巨噬细胞极化的影响，以及通过调节宿主细胞对肠道菌群的响应来改善疾病。文章不仅在细胞和分子水平上探讨了puerarin的作用机制，还在动物模型中进行了验证。整个设计非常饱满，课题还没有想好的宝子可不能错过哦~ps：思路匮乏或者技术上难以复现的小伙伴们可以来找大仲，方案设计和生信分析有我无忧哦！另外如果担心自己的电脑卡顿，无法完成多组学数据分析，可以考虑大仲的服务器专享服务，现在试用有优惠哦~
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题目：葛根素通过直接抑制DSS小鼠巨噬细胞M1极化改善结肠炎
公众号回复“123”即可领取原文献，文献编号为241017
溃疡性结肠炎（UC）是一种主要影响结肠和直肠的炎症性肠病。UC的临床症状包括持续腹泻、腹痛和直肠出血，慢性炎症通常局限于结肠粘膜层。巨噬细胞响应肠道微生物群的存在，在UC的发病机制中起重要作用。葛根素是一种从传统中药葛根中提取的活性化合物，对多种疾病和疾病模型（包括小鼠uc样结肠炎）均有有效的抗炎作用。然而，该分子如何通过再极化巨噬细胞来达到结肠炎的治疗效果仍然知之甚少。
采用H&E染色、qPCR、ELISA、Western blot、免疫荧光等分子和组织学方法评价葛根素的抗炎作用。采用活体成像、免疫荧光、Western blot、qPCR、PAS染色等方法测定肠通透性参数。通过使用细胞学方法研究巨噬细胞在结肠炎中的中心作用。体外应用CCK8、流式细胞术、qPCR检测葛根素对巨噬细胞的直接影响。此外，还进行了16S rRNA测序和肠道内容物代谢组学分析。通过trans-omic方法鉴定关键致病菌群，并在体外和体内验证。
葛根素在DSS诱导的小鼠结肠炎中局部和全身逆转炎症病理
首先评估葛根素在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中的治疗效果。DSS组小鼠表现出明显的体重减轻，出现了严重的结肠炎。通过qPCR检测结肠组织中炎症细胞因子IL-6和IL-1β水平升高，表明局部炎症。此外，DSS导致脾脏明显肿大，循环IL-6和IL-1β水平升高，表明全身免疫改变。与NC小鼠和amsalazine处理小鼠相比，葛根素治疗显著改善了DSS组观察到的所有病理表型。因此，葛根素对改善DSS结肠炎是安全有效的。
接下来确定参与DSS诱导结肠炎的关键免疫细胞。流式细胞术分析显示，与NC小鼠相比，DSS处理小鼠MLNs中CD4+ T细胞、γδ T细胞和巨噬细胞显著增加。葛根素显著减少巨噬细胞数量，而CD4+ T细胞保持不变，γδ T细胞显著增加。此外，巨噬细胞在结肠炎患者和DSS小鼠的结肠组织中均显著富集。葛根素显著减少DSS处理小鼠结肠中巨噬细胞的存在。
为了验证巨噬细胞是否在葛根素改善结肠炎的作用中发挥更重要的作用，建立了巨噬细胞耗竭模型。结果显示，与DSS小鼠相比，DSS+ Mø-/-小鼠的预后得到改善。巨噬细胞清除后给予葛根素并没有进一步改变疾病表型，这表明葛根素的益处主要是通过巨噬细胞介导的。组织切片显示，与DSS组相比，DSS+ Mø-/-和DSS+ Mø-/-+PUE组结肠病变减少相似。血清炎症因子反映了这些病理结果，在DSS小鼠中显示出M1样细胞因子模式，这可以通过巨噬细胞消耗（含或不含葛根素）逆转。这些结果表明巨噬细胞是介导葛根素治疗DSS结肠炎的关键致病成分。
为了研究葛根素是否直接作用于巨噬细胞，作者进行了体外实验。CCK8实验显示，葛根素浓度为20µM或更低时，对细胞活力没有影响。利用LPS在Raw264.7细胞中建立M1样炎症模型，模拟体内DSS小鼠模型。流式细胞术分析显示，lps处理的Raw264.7细胞中CD80显著上调，CD206影响较小。葛根素通过浓度依赖的方式显著下调CD80，减轻lps诱导的细胞炎症，而对CD206无明显影响。LPS处理显著增加促炎基因iNOS和IL-6的表达，降低抗炎基因Arg1的表达。葛根素显著逆转了这些基因的表达变化。
葛根素处理显著刺激mTORC1信号基因mTOR、Chac1和未折叠蛋白反应（UPR）基因PERK、Sqstm1、Trib3和ATF6，无论LPS是否存在。此外，葛根素显著增加MHCII基因H2-Aa、H2-Ab1、H2-Eb1和H2-B1以及MHCI基因H2-D1和H2-K1的表达，与LPS处理无关（。这表明葛根素可以增强巨噬细胞的炎症调节和免疫平衡功能。
在体外用加葛根素或不加葛根素处理的Raw264.7细胞评估了葛根素预处理巨噬细胞在结肠炎中的作用。在DSS结肠炎中，与DSS组相比，注射Raw264.7细胞的小鼠（DR小鼠）表现出进一步的体重减轻，DAI评分增加，结肠长度缩短。相反，注射葛根素处理过的Raw264.7细胞的小鼠（DRP小鼠）在体重、DAI指数和结肠长度方面均有显著改善。病理分析显示，与DSS组相比，DR组的炎症细胞浸润和组织损伤更为严重，而DRP组在各种表型上均有显著改善。ELISA证实DRP小鼠循环中IL-1β、TNF-α和IL-6降低，IL-10升高。值得注意的是，使用骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）的实验在所有水平上证实了这些发现。
葛根素调节DSS结肠炎的肠道菌群和代谢物，确定了主要致病物种
由于DSS在巨噬细胞M1激活中的作用无法在体外确定，作者假设DSS可能通过肠道微生物群等体内成分影响巨噬细胞极性。在DSS组中，肠道微生物群谱发生了显著变化，表明整体生态失调。差异OTU丰度分析发现，67个DSS富集的OTU被葛根素逆转，18个OTU具有相反的模式。OTU52（Akkermansia）是肠杆菌代谢物调节的核心，主要涉及脂肪酸代谢物、芳香氨基酸、神经代谢物和其他化合物。Akkermansia muciniphila（嗜黏蛋白阿克曼氏菌）可能在DSS诱导的结肠炎中起关键作用。
接下来，作者研究了葛根素是否能抑制A. muciniphila相关的巨噬细胞M1极化，以及葛根素预处理的巨噬细胞是否能改善DSS诱导的结肠炎。体外实验证实A. muciniphila蛋白，特别是分泌的Amuc_2172，强烈诱导M1激活。葛根素显著抑制LPS和/或嗜粘杆菌蛋白诱导的M1炎症反应。此外，给DSS小鼠注射Amuc_1100、Amuc_2172或混合嗜粘杆菌蛋白刺激的Raw264.7细胞会加重结肠炎，尤其是Amuc_2172刺激的巨噬细胞。与单独使用DSS组相比，混合的嗜粘杆菌蛋白进一步加重了DSS结肠炎。值得注意的是，体外葛根素处理抑制了混合嗜粘杆菌蛋白刺激的Raw264.7细胞的炎症作用，在输注研究中导致结肠炎的显著改善。
为了进一步确定葛根素在体外影响巨噬细胞极化的潜在机制，作者检测了Sirt1的表达，确实观察到葛根素对Sirt1表达的强烈诱导，显著逆转了LPS和嗜粘杆菌蛋白对Sirt1表达的抑制作用。
研究结果强调了葛根素治疗结肠炎的潜在益处。葛根素通过逆转炎症病理起作用，包括直接靶向巨噬细胞并调节其极化方向。这些机制有助于了解结肠炎的发病机制和病理进展，表明葛根素可能是一种有前景的治疗炎症性肠病的药物。
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