基于多组学分析乌梅丸抑制脂肪酸代谢重编程防治结直肠癌的作用机制
Mechanism of Wumeiwan on Inhibiting Fatty Acid Metabolism Reprogramming in Prevention and Treatment of Colorectal Cancer Based on Multi-omics Analysis
摘要目的:探究乌梅丸通过调控脂肪酸代谢重编程抑制结直肠癌(CRC)发生发展的作用机制,为CRC防治提供新的实验依据.方法:将120只C57BL/6小鼠随机分为空白组,模型组,乌梅丸高、中、低剂量组(54、27、13.5 g·kg-1)及美沙拉嗪组(0.01 g·kg-1),每组20只.除空白组外,各组采用偶氮甲烷(AOM)/葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠建立炎症相关CRC模型,在AOM注射1周后各给药组按相应剂量灌胃,空白组与模型组灌胃等体积纯水,直至干预结束后20 d.通过苏木素-伊红(HE)染色观察结肠组织结构和病理学改变,免疫组化评估血管内皮生长因子(VEGF)水平.采用代谢组学结合京都基因与基因组百科全书(KEGG)与代谢物集合富集分析(MSEA)筛选与CRC相关的关键代谢通路,并联合转录组学基因本体(GO)功能富集与基因热图分析进行验证,随后采用蛋白免疫印迹法(Western blot)验证通路关键蛋白的表达水平,结合免疫荧光观察其在组织中的定位与共表达模式,从多层次角度探讨乌梅丸的作用机制.结果:与空白组比较,模型组小鼠体质量明显下降,疾病活动指数(DAI)评分明显升高(P<0.05),结肠组织出现明显黏膜损伤并伴随肿瘤侵袭加重;与模型组比较,乌梅丸干预后小鼠体质量下降和DAI升高的情况明显改善,结肠黏膜损伤减轻,且VEGF表达水平明显下降(P<0.05).多组学分析显示,各组间差异代谢物和基因共同富集于脂肪酸代谢过程、脂肪酸生物合成过程等脂肪代谢相关通路.与空白组比较,模型组脂肪酸合成相关基因类固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1)、脂肪酸合成酶(FASN)和硬脂酰辅酶A去饱和酶1(SCD1)及饱和脂肪酸明显升高(P<0.05);与模型组比较,乌梅丸处理可明显降低脂肪酸代谢相关通路关键代谢基因及如SREBP1、FASN和SCD1的表达(P<0.05).Western blot结果进一步证实,该通路相关蛋白在模型组明显升高,而乌梅丸组处理后明显减少(P<0.05).免疫荧光结果显示,模型组中SREBP1与癌症相关成纤维细胞(CAF)标志物α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)在结肠组织中的共定位明显增强,而乌梅丸干预后该共定位信号减弱(P<0.05).结论:乌梅丸能够改善CRC小鼠的生存状态和结肠组织病理损伤,其作用机制可能与调控SREBP1/FASN/SCD1信号通路介导的脂肪酸代谢重编程密切相关.
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