摘要目的:<br> 溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)是一种病因不明的慢性非特异性肠道炎症性疾病,主要累及结直肠黏膜及黏膜下层,与克罗恩病(Crohn's disease,CD)同属于炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)。二肽基肽酶4(dipeptidyl peptidase-4,DPP4)是S9B家族的一个重要的丝氨酸蛋白酶,可水解胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)和胰高血糖素样肽-2(glucagon-like peptide-2,GLP-2)等底物并使其失活。DPP4抑制剂因可抑制GLP-1降解而被广泛应用于2型糖尿病的治疗。同时,有研究表明,作为肠内分泌L细胞分泌的一种肠上皮特异性生长因子,GLP-2可能对溃疡性结肠炎治疗有积极效应,由此提示DPP4抑制剂可能通过抑制GLP-2的降解而成为溃疡性结肠炎的一种治疗方法。本研究采用DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型,以广泛应用于2型糖尿病治疗的DPP4抑制剂西格列汀为工具,在明确其对小鼠血清和肠道DPP4具有显著抑制活性基础上,系统评价西格列汀对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的改善作用,并进一步探索其作用机制。同时,采用本实验室前期研究获得的依据靶向肠道策略设计的DPP4抑制剂A2F1为工具,验证其肠道DPP4特异性抑制效应,进而评价其对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的改善作用,初步探索特异性抑制肠道DPP4酶活性在溃疡性结肠炎治疗中的作用。<br> 方法:<br> 建立3%DSS诱导的BALB/c小鼠溃疡性结肠炎模型,研究经典降糖药物DPP4抑制剂西格列汀单次给药对正常小鼠和肠炎模型小鼠血清和肠道DPP4酶活性的抑制效应。采用Active GLP-1ELISA kit检测西格列汀单次给药对正常小鼠和DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠血浆活性形式GLP-1水平的影响。在DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型上系统评价西格列汀的改善作用,包括测定疾病活动指数(disease activity index,DAI)、结肠长度及单位长度重量,通过H&E染色对结肠进行组织病理学评分,采用Real-time qPCR检测结肠组织促炎因子、紧密连接蛋白、GLP-2生成及作用相关基因proglucagon和PC1/3及GLP-2受体(glucagon-like peptide-2receptor,GLP-2R)mRNA表达。以GLP-2R竞争性拮抗剂GLP-23-33与西格列汀联用探索GLP-2是否参与DPP4抑制剂对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的改善作用,分别检测DAI、结肠长度及单位长度重量,通过H&E染色对结肠进行组织病理学评分,并利用Alcian blue染色观察西格列汀单用以及和GLP-23-33联用对杯状细胞耗损的影响,利用One step TUNEL apoptosis assay kit探究西格列汀单用以及和GLP-23-33联用对结肠上皮细胞凋亡的影响。研究依据靶向肠道策略设计的DPP4抑制剂A2F1单次给药对BALB/c小鼠血清和肠道DPP4酶活的抑制效应,并在DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠模型上通过DAI、结肠长度、组织病理学评分等指标评价其改善作用。<br> 结果:<br> 以DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎后,小鼠血清DPP4酶活性较正常对照组小鼠显著降低,而肠道DPP4酶活性显著升高。西格列汀单次给药可显著抑制正常小鼠和DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠血清和肠道DPP4酶活性,并且可显著升高正常小鼠和DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠血浆中活性形式GLP-1的水平。药效研究结果显示,10mg/kg和30mg/kg西格列汀均可显著降低DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠的DAI,缓解DSS诱导引起的结肠缩短和水肿症状,降低结肠组织病理学评分,下调结肠组织中炎症因子mRNA表达,上调紧密连接蛋白mRNA表达,提示西格列汀对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎具有治疗效应。同时发现DSS造模组小鼠结肠组织GLP-2生成相关基因proglucagon和PC1/3表达较正常对照组无显著变化,GLP-2R表达则显著下调,提示DSS诱导的溃疡性结肠炎小鼠肠内分泌L细胞GLP-2生成功能并未受损,但GLP-2R表达下调可能影响GLP-2发挥生理功能。西格列汀上调结肠组织GLP-2R表达,有利于肠炎状态下GLP-2发挥作用。进一步机制研究发现,GLP-2R的竞争性拮抗剂GLP-23-33可部分逆转西格列汀对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的治疗效应。西格列汀对DAI、结肠长度及单位长度重量、组织病理学评分及杯状细胞耗损等指标的改善效应在与GLP-23-33联用后降低,提示GLP-2至少部分参与了西格列汀对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的治疗效应。同时,DSS诱导引起小鼠结肠上皮细胞凋亡数量显著增加,西格列汀可抑制结肠上皮细胞凋亡,此效应在与GLP-23-33联用后逆转,提示西格列汀可能通过GLP-2发挥对结肠上皮细胞的抗凋亡作用。<br> 根据靶向肠道策略设计的DPP4抑制剂A2F1体外DPP4抑制活性IC50达1.1±0.3nM,30mg/kg A2F1单次口服给药对正常小鼠肠道DPP4酶活性显示出显著的抑制效应,而对血清DPP4酶活性无显著影响,初步证实其为特异性靶向肠道的DPP4抑制剂。药效研究结果显示,A2F1可缓解DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎症状,表现为显著降低DAI,缓解结肠缩短,降低组织病理学评分等,提示A2F1对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎具有一定治疗效应。<br> 结论:<br> DPP4抑制剂西格列汀对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎具有显著的治疗效果,该作用与其增强GLP-2效应及抑制肠上皮细胞凋亡密切相关。研究结果为DPP4抑制剂用于溃疡性结肠炎的治疗提供了一定的理论依据。<br> 依据靶向肠道策略设计的DPP4抑制剂A2F1在不影响血清DPP4酶活性的前提下,特异性抑制肠道DPP4酶活性。在DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎模型中,A2F1也显示出良好的改善效应。
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