CN117949648B - 一种用于检测溃疡性结肠炎的标志物及用途 - Google Patents
一种用于检测溃疡性结肠炎的标志物及用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117949648B CN117949648B CN202410349069.9A CN202410349069A CN117949648B CN 117949648 B CN117949648 B CN 117949648B CN 202410349069 A CN202410349069 A CN 202410349069A CN 117949648 B CN117949648 B CN 117949648B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gdca
- marker
- glycodeoxycholic acid
- acid
- cells
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 206010009900 Colitis ulcerative Diseases 0.000 title claims abstract description 60
- 201000006704 Ulcerative Colitis Diseases 0.000 title claims abstract description 60
- 239000003550 marker Substances 0.000 title claims description 36
- WVULKSPCQVQLCU-BUXLTGKBSA-N glycodeoxycholic acid Chemical compound C([C@H]1CC2)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(=O)NCC(O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 WVULKSPCQVQLCU-BUXLTGKBSA-N 0.000 claims abstract description 134
- 108010035713 Glycodeoxycholic Acid Proteins 0.000 claims abstract description 128
- WVULKSPCQVQLCU-UHFFFAOYSA-N Glycodeoxycholic acid Natural products C1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(=O)NCC(O)=O)C)C1(C)C(O)C2 WVULKSPCQVQLCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 126
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 7
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 5
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 claims description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 208000022559 Inflammatory bowel disease Diseases 0.000 abstract description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 26
- 210000001072 colon Anatomy 0.000 abstract description 18
- HSINOMROUCMIEA-FGVHQWLLSA-N (2s,4r)-4-[(3r,5s,6r,7r,8s,9s,10s,13r,14s,17r)-6-ethyl-3,7-dihydroxy-10,13-dimethyl-2,3,4,5,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-tetradecahydro-1h-cyclopenta[a]phenanthren-17-yl]-2-methylpentanoic acid Chemical group C([C@@]12C)C[C@@H](O)C[C@H]1[C@@H](CC)[C@@H](O)[C@@H]1[C@@H]2CC[C@]2(C)[C@@H]([C@H](C)C[C@H](C)C(O)=O)CC[C@H]21 HSINOMROUCMIEA-FGVHQWLLSA-N 0.000 abstract description 17
- 239000003613 bile acid Substances 0.000 abstract description 17
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 16
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 11
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 9
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 3-(trimethylsilyl)propane-1-sulfonic acid Chemical compound C[Si](C)(C)CCCS(O)(=O)=O TVZRAEYQIKYCPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 29
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 29
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 23
- 102100039019 Nuclear receptor subfamily 0 group B member 1 Human genes 0.000 description 21
- 208000011231 Crohn disease Diseases 0.000 description 19
- 210000001744 T-lymphocyte Anatomy 0.000 description 19
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 15
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 13
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 13
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 12
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 12
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 12
- 108050003558 Interleukin-17 Proteins 0.000 description 11
- 102000013691 Interleukin-17 Human genes 0.000 description 11
- 210000000068 Th17 cell Anatomy 0.000 description 11
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 11
- 206010009887 colitis Diseases 0.000 description 11
- 230000009266 disease activity Effects 0.000 description 11
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 11
- 101000914514 Homo sapiens T-cell-specific surface glycoprotein CD28 Proteins 0.000 description 10
- 102100027213 T-cell-specific surface glycoprotein CD28 Human genes 0.000 description 10
- 239000012228 culture supernatant Substances 0.000 description 10
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 9
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 9
- 230000034659 glycolysis Effects 0.000 description 8
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 8
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 8
- QJZCNFGUZPMYAX-BUXLTGKBSA-N glycodeoxycholic acid 3-sulfate Chemical compound C[C@H](CCC(=O)NCC(O)=O)[C@H]1CC[C@H]2[C@@H]3CC[C@@H]4C[C@@H](CC[C@]4(C)[C@H]3C[C@H](O)[C@]12C)OS(O)(=O)=O QJZCNFGUZPMYAX-BUXLTGKBSA-N 0.000 description 7
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 7
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 6
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 6
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000006044 T cell activation Effects 0.000 description 5
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 5
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 5
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- KBOPZPXVLCULAV-UHFFFAOYSA-N mesalamine Chemical compound NC1=CC=C(O)C(C(O)=O)=C1 KBOPZPXVLCULAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229960004963 mesalazine Drugs 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 5
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 4
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 4
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 238000010172 mouse model Methods 0.000 description 4
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010002586 Interleukin-7 Proteins 0.000 description 3
- 238000003559 RNA-seq method Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 230000037149 energy metabolism Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 3
- 210000004347 intestinal mucosa Anatomy 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 3
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 3
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- RUDATBOHQWOJDD-UHFFFAOYSA-N (3beta,5beta,7alpha)-3,7-Dihydroxycholan-24-oic acid Natural products OC1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)CC2 RUDATBOHQWOJDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004127 Cytokines Human genes 0.000 description 2
- 108090000695 Cytokines Proteins 0.000 description 2
- 206010061818 Disease progression Diseases 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N Haematoxylin Chemical compound C12=CC(O)=C(O)C=C2CC2(O)C1C1=CC=C(O)C(O)=C1OC2 WZUVPPKBWHMQCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001559542 Hippocampus hippocampus Species 0.000 description 2
- 102100032742 Histone-lysine N-methyltransferase SETD2 Human genes 0.000 description 2
- 101000654725 Homo sapiens Histone-lysine N-methyltransferase SETD2 Proteins 0.000 description 2
- 101000998146 Homo sapiens Interleukin-17A Proteins 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100022875 Hypoxia-inducible factor 1-alpha Human genes 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 102100033461 Interleukin-17A Human genes 0.000 description 2
- 108090001005 Interleukin-6 Proteins 0.000 description 2
- SMEROWZSTRWXGI-UHFFFAOYSA-N Lithocholsaeure Natural products C1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)CC2 SMEROWZSTRWXGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000037062 Polyps Diseases 0.000 description 2
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 2
- 102000004887 Transforming Growth Factor beta Human genes 0.000 description 2
- 108090001012 Transforming Growth Factor beta Proteins 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- RUDATBOHQWOJDD-BSWAIDMHSA-N chenodeoxycholic acid Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)CC1 RUDATBOHQWOJDD-BSWAIDMHSA-N 0.000 description 2
- 229960001091 chenodeoxycholic acid Drugs 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- KXGVEGMKQFWNSR-UHFFFAOYSA-N deoxycholic acid Natural products C1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)C(O)C2 KXGVEGMKQFWNSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005750 disease progression Effects 0.000 description 2
- 230000008378 epithelial damage Effects 0.000 description 2
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 2
- 210000003405 ileum Anatomy 0.000 description 2
- SMEROWZSTRWXGI-HVATVPOCSA-N lithocholic acid Chemical compound C([C@H]1CC2)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)CC1 SMEROWZSTRWXGI-HVATVPOCSA-N 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 2
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 2
- 238000003068 pathway analysis Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008672 reprogramming Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N tgfbeta Chemical compound C([C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H]([C@@H](C)O)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)CNC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CCSC)C(C)C)[C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O)C1=CC=C(O)C=C1 ZRKFYGHZFMAOKI-QMGMOQQFSA-N 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- BHQCQFFYRZLCQQ-UHFFFAOYSA-N (3alpha,5alpha,7alpha,12alpha)-3,7,12-trihydroxy-cholan-24-oic acid Natural products OC1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)C(O)C2 BHQCQFFYRZLCQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- 241000702460 Akkermansia Species 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710149870 C-C chemokine receptor type 5 Proteins 0.000 description 1
- 101150013553 CD40 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004380 Cholic acid Substances 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000018711 Facilitative Glucose Transport Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091052347 Glucose transporter family Proteins 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 102100029242 Hexokinase-2 Human genes 0.000 description 1
- 101710198385 Hexokinase-2 Proteins 0.000 description 1
- 101001046870 Homo sapiens Hypoxia-inducible factor 1-alpha Proteins 0.000 description 1
- 108050009527 Hypoxia-inducible factor-1 alpha Proteins 0.000 description 1
- 102100037850 Interferon gamma Human genes 0.000 description 1
- 108010074328 Interferon-gamma Proteins 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 206010030113 Oedema Diseases 0.000 description 1
- 108091008778 RORγ2 Proteins 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 102100040245 Tumor necrosis factor receptor superfamily member 5 Human genes 0.000 description 1
- 208000000260 Warts Diseases 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000006536 aerobic glycolysis Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical group 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 210000000612 antigen-presenting cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000941 bile Anatomy 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- BHQCQFFYRZLCQQ-OELDTZBJSA-N cholic acid Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 BHQCQFFYRZLCQQ-OELDTZBJSA-N 0.000 description 1
- 229960002471 cholic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000019416 cholic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 208000037976 chronic inflammation Diseases 0.000 description 1
- 208000037893 chronic inflammatory disorder Diseases 0.000 description 1
- 238000007621 cluster analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000112 colonic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- KXGVEGMKQFWNSR-LLQZFEROSA-N deoxycholic acid Chemical compound C([C@H]1CC2)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 KXGVEGMKQFWNSR-LLQZFEROSA-N 0.000 description 1
- 229960003964 deoxycholic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N eosin Chemical compound [Na+].OC(=O)C1=CC=CC=C1C1=C2C=C(Br)C(=O)C(Br)=C2OC2=C(Br)C(O)=C(Br)C=C21 YQGOJNYOYNNSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 230000017214 establishment of T cell polarity Effects 0.000 description 1
- 230000034964 establishment of cell polarity Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical group 0.000 description 1
- 230000006539 extracellular acidification Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 230000002414 glycolytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006545 glycolytic metabolism Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 210000002443 helper t lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000007490 hematoxylin and eosin (H&E) staining Methods 0.000 description 1
- 230000006749 inflammatory damage Effects 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000028709 inflammatory response Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- AXDXVEYHEODSPN-HVATVPOCSA-N lithocholic acid sulfate Chemical compound C([C@H]1CC2)[C@H](OS(O)(=O)=O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)CC1 AXDXVEYHEODSPN-HVATVPOCSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007102 metabolic function Effects 0.000 description 1
- 238000002705 metabolomic analysis Methods 0.000 description 1
- 230000001431 metabolomic effect Effects 0.000 description 1
- 210000004877 mucosa Anatomy 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- DKPMWHFRUGMUKF-NTPBNISXSA-N omega-muricholic acid Chemical compound C([C@H]1[C@@H](O)[C@@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)CC1 DKPMWHFRUGMUKF-NTPBNISXSA-N 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000007918 pathogenicity Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229940002612 prodrug Drugs 0.000 description 1
- 239000000651 prodrug Chemical group 0.000 description 1
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 1
- 230000003248 secreting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 201000010153 skin papilloma Diseases 0.000 description 1
- 210000000952 spleen Anatomy 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012353 t test Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 108091006106 transcriptional activators Proteins 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 229910009111 xH2 O Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/5308—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for analytes not provided for elsewhere, e.g. nucleic acids, uric acid, worms, mites
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/558—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor using diffusion or migration of antigen or antibody
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
- G01N2800/06—Gastro-intestinal diseases
- G01N2800/065—Bowel diseases, e.g. Crohn, ulcerative colitis, IBS
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
- G01N2800/52—Predicting or monitoring the response to treatment, e.g. for selection of therapy based on assay results in personalised medicine; Prognosis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
- G01N2800/54—Determining the risk of relapse
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
本申请提供了用于检测炎症性肠病（IBD）的标志物及其用途，所述标志物涉及一种次级胆汁酸甘氨脱氧胆酸及其衍生物。本申请通过对结肠样本进行非靶向代谢组学筛选以及胆汁酸靶向代谢组学检测，发现甘氨脱氧胆酸及其衍生物与溃疡性结肠炎疾病活动度诊断相关，可用于疾病的筛查、诊断、复发预测或治疗效果评估。
Description
技术领域
本发明涉及生物、医药技术领域，具体涉及一种检测、诊断溃疡性结肠炎的标志物及其应用。
背景技术
炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease, IBD)是一种累及直肠、回肠、结肠甚至全消化道的无法治愈的慢性炎性病症，其包括溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis, UC)和克罗恩病(Crohn's disease, CD)。近年来，IBD的发病率和患病率在世界范围内均呈逐年上升趋势，已成为全球广泛关注的疾病。UC是IBD的主要发病形式，其具有病情迁延、反复发作的特点，发病机制尚不完全明确。虽然对治疗UC药物的研究已有四十多年，且随着医疗卫生行业的进步，新的治疗方法正在快速发展，但目前仍然缺乏治愈手段。
UC主要原因为炎症所致的肠黏膜上皮的破坏，其多呈缓解与复发交替出现。活动期和缓解期的UC组织表现不同，如何评价UC的活动度和严重程度, 有利于更加准确地评估病情、指导治疗、防治疾病的复发。
代谢物是生物体表型的基础，能帮助更直观有效地了解生物学过程及其机理。代谢组学可以用于代谢途径或代谢网络的解析，不同生物个体的宏观表型现象的代谢基础研究，在临床疾病、生物医药等领域具有广泛应用。溃疡性结肠炎疾病活动期标志物的鉴定有助于指导治疗、防治疾病的复发，并发现潜在的治疗靶点。
发明内容
为实现上述目的，本申请通过对样本进行非靶向代谢组学筛选以及胆汁酸靶向代谢组学检测，发现并鉴定了与溃疡性结肠炎疾病活动度诊断相关的标志物。
具体的，本申请的技术方案涉及一种标志物在制备炎症性肠病的检测产品中的用途，其中，所述标志物为甘氨脱氧胆酸或其衍生物中的至少一种。
进一步的，所述甘氨脱氧胆酸衍生物包括硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
进一步的，所述标志物为甘氨脱氧胆酸和硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
进一步的，所述检测产品用于对样品中的所述标志物的含量或丰度进行检测。
进一步的，所述检测产品中包括所述标志物的检测试剂。
进一步优选的，所述检测试剂为检测所述标志物含量或丰度的试剂。
进一步的，所述样品包括受试者的肠粘膜、血液或粪便。
进一步的，所述检测产品用于炎症性肠病的筛查、诊断、复发预测或治疗效果评估。
进一步优选的，所述炎症性肠病包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。
进一步的，所述检测产品选自试剂、试剂盒或试纸。
本申请的技术方案还涉及一种用于检测炎症性肠病的试剂盒，其中包括检测标志物的试剂，所述标志物为甘氨脱氧胆酸或其衍生物中的至少一种。
进一步的，所述甘氨脱氧胆酸衍生物包括硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
进一步的，所述标志物为甘氨脱氧胆酸和硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
进一步的，所述试剂为检测所述标志物含量或丰度的试剂。
进一步的，所述试剂盒用于检测受试者的组织、体液、分泌物。
进一步的，所述试剂盒用于炎症性肠病的筛查、诊断、复发预测或治疗效果评估。
进一步优选的，所述炎症性肠病包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。
附图说明
图1A为UC与VEH的非靶向代谢组数据的主成分（PCA）分析示意图。
图1B为UC与VEH的非靶向代谢组数据的正交偏最小二乘法判别（OPLS-DA）分析示意图。
图1C为UC与VEH的前30种差异代谢物热图展示图。
图1D为胆汁酸代谢通路富集流程图。
图1E为差异胆汁酸甘氨脱氧胆酸（GDCA）表达浓度展示图。
图2A为UC活动期患者组（RLA）、UC缓解期患者组（RLR）、健康对照组（VEH）的靶向胆汁酸代谢组的主成分（PCA）分析示意图。
图2B为UC活动期患者组（RLA）和健康对照（VEH）的差异代谢物分析示意图。
图2C为UC活动期患者组（RLA）和UC缓解期患者（RLR）的差异代谢物分析示意图。
图3A为甘氨脱氧胆酸−3−硫酸盐在溃疡性结肠炎活动期诊断中的ROC曲线图。
图3B为甘氨脱氧胆酸在溃疡性结肠炎活动期诊断中的ROC曲线图。
图3C为甘氨脱氧胆酸−3−硫酸盐和甘氨脱氧胆酸的组合在溃疡性结肠炎活动期诊断中的ROC曲线图。
图4A为DSS诱导小鼠结肠炎模型流程图。
图4B为各组别小鼠体重变化情况示意图。
图4C为小鼠的疾病活动指数评分（DAI score）示意图。
图4D为小鼠结肠长度统计图。
图4E为小鼠结肠图。
图4F为小鼠结肠病理切片图。
图4G为小鼠的病理活动指数评分（HAI score）示意图。
图4H为小鼠肠道TH17（CD4+IL-17+）细胞流式图。
图4I为小鼠肠道TH17（CD4+IL-17+）细胞统计图。
图4J为小鼠肠道病理性TH17（CD4+IFN+IL17A+）细胞流式图。
图4K为小鼠肠道病理性TH17（CD4+IFN+IL17A+）细胞统计图。
图4L为不同化合物干预DSS诱导小鼠结肠炎造模小鼠结肠长度统计图
图5A为GDCA与Vehicle（DMSO）处理健康对照外周血对静息状态下（IL-7刺激）CD4阳性T细胞激活比例流式图。
图5B为GDCA与Vehicle（DMSO）处理健康对照外周血静息状态下（IL-7刺激）CD4阳性T细胞激活比例流式统计图。
图5C为GDCA与Vehicle（DMSO）处理健康对照外周血活化状态下（CD3及CD28刺激）CD4阳性T细胞激活比例流式图。
图5D为GDCA与Vehicle（DMSO）处理健康对照外周血活化状态下（CD3及CD28刺激）CD4阳性T细胞激活比例流式统计图。
图5E为GDCA处理健康对照外周血活化状态下（CD3及CD28刺激）CD4阳性T细胞培养上清IL-17A浓度。
图5F为GDCA处理健康对照外周血活化状态下（CD3及CD28刺激）CD4阳性T细胞培养上清IFN-γ浓度。
图5G为GDCA与Vehicle（DMSO）处理UC患者外周血活化状态下（CD3及CD28刺激）CD4阳性T细胞激活比例流式图。
图5H为GDCA与Vehicle（DMSO）处理UC患者外周血活化状态下（CD3及CD28刺激）CD4阳性T细胞激活比例流式统计图。
图5I为GDCA处理UC患者外周血活化状态下（CD3及CD28刺激）CD4阳性T细胞培养上清IL-17A浓度。
图5J为GDCA处理UC患者外周血活化状态下（CD3及CD28刺激）CD4阳性T细胞培养上清IFN-γ浓度。
图6 A为GDCA作用于非致病性Th17（non-pathogenic Th17，nTh17）的细胞流式图。
图6B为GDCA作用于nTh17统计图。
图6C为GDCA作用于nTh17细胞培养上清IL-17A浓度示意图。
图6D为GDCA作用于致病性Th17（pathogenic Th17, pTh17）细胞流式图。
图6E为GDCA作用于pTh17统计图。
图6F为GDCA作用于pTh17细胞培养上清IL-17A浓度示意图。
图7 A为GDCA与溶剂二甲基亚砜（DMSO）处理Th17细胞的转录组水平的差异基因火山图。
图7B为GDCA与DMSO处理Th17细胞差异基因热图。
图7C为GDCA处理Th17细胞差异基因京都基因和基因组百科全书 (KEGG) 通路分析示意图。
图7D为GDCA 处理组下调糖酵解通路及HIF-1通路示意图。
图7E为GDCA与DMSO组对Th17细胞线粒体压力的影响示意图。
图7F为GDCA与DMSO组对Th17细胞线粒体压力统计图。
图7G为GDCA与DMSO组对Th17细胞糖酵解速率的影响示意图。
图7H为GDCA与DMSO组对Th17细胞糖酵解速率统计图。
图8A为不同处理组小鼠肠道菌群β多样性主成分分析（PCA）。
图8B为不同处理组小鼠门水平菌群分布堆叠图。
图8C为不同处理组小鼠门水平菌群统计图。
图8D为不同处理组小鼠种水平不同处理堆叠图。
图8E为DMSO及GDCA处理DSS造模小鼠肠道菌群门水平统计图。
图8F为GDCA与DMSO处理DSS诱导结肠炎小鼠模型肠道菌群差异分类进化树。
图8G为GDCA与DMSO处理DSS诱导结肠炎小鼠模型肠道菌群的线性判别分析（LDAScore阈值为4）。
具体实施方式
以下通过具体实施例来详细阐述和说明本发明的实施方式，但以下内容不应理解为对本发明作任何限制。
本申请主要涉及一种炎症性肠病（IBD）的检测及诊断标志物，所述标志物为一类次级胆汁酸，具体的，所述标志物为甘氨脱氧胆酸。
次级胆汁酸是由初级胆汁酸随胆汁进入肠道，在回肠、结肠上段，由肠道菌酶催化，经过结合反应，脱去羟基转化而成。
甘氨脱氧胆酸，即初级胆汁酸中的脱氧胆酸与甘氨酸结合的产物，其化学式为C26H45NO6·xH2O，化学结构如式1所示。
式1。
本申请中的所述甘氨脱氧胆酸可以采用市售产品，如MedChemExpress公司生产的甘胺脱氧胆酸（货号为HY-125731），也可通过现有技术中的化学及生物方法制备得到。
本申请中所述标志物进一步包括甘氨脱氧胆酸的衍生物，所述衍生物包括甘氨脱氧胆酸的化学修饰物、聚合物、或其药学上可接受的盐、酯、酰胺、前药形式等，比如脱氧甘胆酸钠（Glycodeoxycholicacidsodiumsal），化学式为C26H42NNaO5，可以采用市售产品，如Sigma公司生产的脱氧甘胆酸钠盐（货号为G9910）。
在具体的实施方式中，所述甘氨脱氧胆酸的衍生物包括硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸，例如3-硫酸甘氨脱氧胆酸（Glycodeoxycholic Acid−3−Sulfate），化学结构如式2所示。
式2。
本申请进一步提供了本申请所述标志物在制备炎症性肠病的检测产品中的用途。
在具体的实施方式中，所述标志物为甘氨脱氧胆酸和/或硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
在一个优选的实施方式中，所述标志物为甘氨脱氧胆酸和硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
本申请提供的所述检测产品用于实现炎症性肠病的检测及诊断功能，具体的，所述检测及诊断功能包括炎症性肠病的筛查、诊断或辅助诊断，预测炎症性肠病的发病及复发风险，对炎症性肠病的给药或治疗效果进行评估等。
在本申请中，复发包括过去的医疗病况（炎症性肠病）的再次发生，病况的体征和症状在缓解后恢复。治疗效果包括但不限于在预防疾病的发生或复发、缓解疾病症状、削弱疾病的任何直接或间接病理学后果、减缓疾病进展的速率、改善或减轻疾病状态等方面的效果。
在本申请中，所述炎症性肠病包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD）。在优选的实施方式中，所述炎症性肠病为UC。
在具体的实施方式中，甘氨脱氧胆酸和/或硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸，优选的，甘氨脱氧胆酸和3-硫酸甘氨脱氧胆酸，可用于溃疡性结肠炎的筛查、诊断、发病及复发风险预测及治疗效果评估。
在一些具体的实施方式中，甘氨脱氧胆酸和/或硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸可用于溃疡性结肠炎疾病活动度的诊断及评估。本申请中疾病活动度以Mayo 内镜评分为标准，具体为:Mayo 内镜评分≤1分定义为缓解，Mayo内镜评分>1分定义为活动。
在另一些具体的实施方式中，甘氨脱氧胆酸和/或硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸可用于用药效果、病情缓解及改善的效果评估。
在具体的实施方式中，所述检测产品用于对样品中的所述标志物进行检测。
在具体的实施方式中，所述检测产品通过检测样品中所述标志物的含量或丰度，以实现所述炎症性肠病的检测及诊断功能。
在具体的实施方式中，所述检测产品中包括所述标志物的检测试剂，优选的，所述检测试剂为检测所述标志物含量或丰度的试剂。
在一些具体的实施方式中，所述检测试剂可选自用于以下检测方法的试剂：液相色谱、液相质谱、ELISA、层析分析等。
在具体的实施方式中，所述样品包括受试者的组织、体液或分泌物。
在具体的实施方式中，所述受试者选自哺乳动物。在优选的实施方式中，所述受试者为人类。
在具体的实施方式中，所述样品选自组织、体液、分泌物中的至少一种。
在具体的实施方式中，所述组织为结直肠组织，如肠粘膜。
在具体的实施方式中，所述体液为血液，如血清、血浆、全血。
在具体的实施方式中，所述分泌物为粪便、尿液或外泌物。
在具体的实施方式中，所述检测产品选自试剂、试剂盒、试纸或诊断芯片。
本申请进一步提供了一种检测炎症性肠病的试剂盒，其中包括检测标志物的试剂，所述标志物为甘氨脱氧胆酸或其衍生物中的至少一种。
在具体的实施方式中，所述甘氨脱氧胆酸衍生物包括硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
在具体的实施方式中，所述标志物为甘氨脱氧胆酸和/或硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
在一些优选的实施方式中，所述标志物为甘氨脱氧胆酸和硫酸盐结合形式的甘氨脱氧胆酸。
在具体的实施方式中，所述试剂为检测所述标志物含量或丰度的试剂。
在具体的实施方式中，所述试剂盒用于检测样本中所述标志物含量或丰度。
在具体的实施方式中，所述样本包括受试者的组织、体液或分泌物。
在具体的实施方式中，所述样品为受试者的肠粘膜、血液或粪便。
本申请提供的所述试剂盒可用于实现炎症性肠病的检测及诊断功能，具体的，所述检测及诊断功能包括炎症性肠病的筛查、诊断或辅助诊断，预测炎症性肠病的发病及复发风险，对炎症性肠病的给药或治疗效果进行评估等。
本申请还提供了用于检测及诊断炎症性肠病的方法，包括检测样本中标志物的含量或丰度，并将所述含量或丰度值与参考值进行比较，所述标志物为甘氨脱氧胆酸或其衍生物中的至少一种。
实施例
如无特别说明，本申请以下实施例中使用的。其他材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例一：对溃疡性结肠炎代谢物的分析及标志物的筛选和验证
1. 对代谢物的分析及标志物筛选
实验设置：本实验共纳入6例例行息肉复检的健康对照（VEH）和9例UC活动期患者（UC）。为了研究溃疡性结肠炎患者结肠组织的代谢谱，对45块人群粘膜组织样本进行了非靶向代谢组学质谱分析。质谱下机原始数据经过ProteoWizard转换为mzML格式，采用XCMS程序进行峰提取，对齐，保留时间校正。采用“SVR”方法对峰面积进行校正，并对各组样本中缺失率>50%的峰进行过滤。校正筛选后的峰，通过检索实验室自建数据库、整合公共库以及metDNA方法得到代谢物鉴定信息。最后通过R程序进行统计学分析。统计学分析分为单变量统计学分析和多变量统计学分析，单变量统计分析包括 Student's t-test 和差异倍数分析，多变量统计分析包括主成分（PCA）分析（如图1A所示）和正交偏最小二乘法判别（OPLS-DA）分析（如图1B所示）。通过以上分析检测出UC组和对照组298种差异代谢物，前30种差异代谢物用热图展示（如图1C所示）。随后通过对胆汁酸代谢通路富集到1种差异胆汁酸——甘氨脱氧胆酸（GDCA）（图1C、1D、1E），说明胆汁酸与UC疾病活动度有关。
2. 对所筛选标志物的诊断灵敏性和特异性验证
为评估所筛选的代谢标志物在溃疡性结肠炎疾病活动诊断中的灵敏度与特异性，在新的23例活动期UC患者（RLA）、18例内镜下缓解的UC患者（RLR）、25例例行息肉复检的健康对照者（VEH）进行外部的靶向胆汁酸代谢组的质谱分析，通过收集198块人群粘膜组织样本，检测69种与胆汁酸代谢相关的代谢物，包括32种初级胆汁酸和37种次级胆汁酸(SBAs)。通过靶向代谢质谱验证，主成分分析（PCA）显示，在活动期UC患者（RLA）和健康对照组（VEH）之间的胆汁酸代谢物的聚类分析中存在差异，且缓解期UC患者（RLR）胆汁酸代谢物的聚类位于活动期UC患者（RLA）和健康对照组（VEH）之间（如图2A所示），说明溃疡性结肠炎患者不同疾病活动度的代谢具有差异。
为了进一步筛选与溃疡性结肠炎疾病活动度诊断相关的差异代谢物，对所测的胆汁酸进行差异分析，包括计算代谢物在两组间表达量的差异倍数（Fold Change），以及进行T检验分析。活动期UC患者（RLA）和健康对照组（VEH）相比，差异代谢物有石胆酸（Lithocholic acid）、鹅去氧胆酸（Chenodeoxycholic acid）、ω-鼠胆酸（ω-MuricholicAcid）、甘氨脱氧胆酸（Glycodeoxycholic acid，GDCA）、3-硫酸石胆酸（Lithocholic Acid-3-Sulfate）、3-硫酸甘氨脱氧胆酸（Glycodeoxycholic Acid−3−Sulfate）（如图2B所示）。同时为了探讨溃疡性结肠炎患者不同疾病活动度的代谢情况，比较活动期UC患者（RLA）和缓解期UC患者（RLR）的差异代谢物，发现甘氨脱氧胆酸（Glycodeoxycholic acid，GDCA）和其硫酸盐结合形式的3-硫酸甘氨脱氧胆酸（Glycodeoxycholic Acid−3−Sulfate）差异仍然显著，p<0.05（如图2C所示）。
为了评估甘氨脱氧胆酸（Glycodeoxycholic acid，GDCA）和3-硫酸甘氨脱氧胆酸（Glycodeoxycholic Acid−3−Sulfate）的潜在转化价值，绘制了所述两种标志物在区分UC活动期和健康对照的ROC曲线。结果显示，硫酸盐结合形式（Glycodeoxycholic Acid−3−Sulfate）的AUC值为0.8139（如图3A所示），甘氨脱氧胆酸的 AUC值为0.7513（如图3B所示），两个代谢物组合使用时对UC活动期的诊断具有良好的诊断效果，ROC曲线下面积AUC值为0.8835（如图3C所示）。
实施例二：甘氨脱氧胆酸（GDCA）可以减轻DSS诱导小鼠结肠炎模型炎症
1. 实验组设置：
在DSS造模前首先对实验小鼠设置饮水组（H2O+Vehicle组，14只）和空白给药组（H2O+30mg/kg GDCA组，14只），饮水组小鼠正常饮水，空白给药组小鼠在第一天给予30mg/kg甘氨脱氧胆酸GDCA。三天后分别对饮水组和空白给药组中的部分小鼠（每组随机选7只）进行DSS造模（在饮用水中添加2.5%的DSS），形成造模组（2.5%DSS+ Vehicle组）和造模给药组（2.5%DSS+30mg/kg GDCA组）。造模持续7天后结束。造模流程图如图4A所示。结束后对各组别小鼠进行相关检测和实验。
此外，本研究进一步比较了GDCA与5-氨基水杨酸(5-ASA)对DSS诱导小鼠结肠炎的效果，所有小鼠随机分成4组，自第一天起分别给予DMSO溶剂或25mg/kg 5-ASA或25mg/kgGDCA，三天后替换饮用水为2.5%DSS溶液，DSS饮用7天后造模结束。
2. 主要实验方法：
小鼠疾病活动指数评分（DAI score），评分标准如表1所示：
表1
。
小鼠病理活动指数评分（HAI score），评分标准如表2所示：
表2
。
以上三项评分相加乘以结肠受累范围：＜25% ×1，25%-50% ×2，51%-75% ×3，＞75%×4
结肠组织切片染色：苏木素-伊红染色法（hematoxylin-eosin staining），简称HE染色法，简要染色步骤为：石蜡切片入苏木素染0.5-1分钟，自来水漂洗，1%盐酸酒精分化数秒，自来水漂洗，然后1%氨水水溶液返蓝1分钟，流水冲洗数秒后放入伊红染液中染色数秒，流水漂洗。
细胞流式实验：以消化液消化小鼠结肠组织制成混悬液，混悬液以Percoll分离液进行梯度分离得到肠道单个核细胞，PBS清洗1次后转移至流式管中，加入流式染料染色，过滤后流式仪上机。
H2O+Vehicle组,n=5;H2O+30mg/kg GDCA组,n=6;2.5%DSS+ Vehicle组,n=9;2.5%DSS+30mg/kg GDCA组,n=8。各组间统计采用单因素方差分析。* P＜0.05，** P＜0.01，***P＜0.001，**** P＜0.0001。
3. 实验结果分析：
图4B的小鼠体重变化情况示意图显示：DSS造模组较饮水组相比体重明显下降，虽然GDCA干预在饮水组中有明显降低体重的效果，但与DSS对照组相比，GDCA干预下体重下降并不明显。图4C的小鼠疾病活动指数评分（DAI score）结果显示：DSS组与饮水组相比整体DAI评分较高，但GDCA干预可以明显降低DAI评分。图4D和4E的小鼠结肠长度统计图和结肠图片显示：DSS组较饮水组小鼠相比结肠长度明显缩短，GDCA干预降低DSS小鼠结肠短缩趋势。上述实验结果均表明，给予GDCA可显著改善DSS小鼠的炎症表型。
图4F的小鼠结肠病理切片染色图显示：DSS组较饮水组相比，存在明显上皮损伤、隐窝破坏及结肠水肿等急性结肠炎表现，而GDCA干预下炎症损伤标志如上皮破坏程度等明显减轻。图4G的小鼠病理活动指数评分（HAI score）结果显示：GDCA干预下病理活动指数评分明显缓解，且存在统计学差异。上述实验结果表明，给予GDCA还可显著减少结肠组织病理损伤和组织学炎症。
为了解GDCA如何影响肠道炎症，对接受GDCA或溶剂PBS治疗的结肠炎小鼠的全结肠组织进行了免疫细胞分析。鉴于在炎症性肠病的发生发展过程中, TH17细胞及其相关细胞因子发挥着重要作用，如在病理条件下Th17会分泌促炎介质以加重疾病进展和预后，我们重点关注了甘氨脱氧胆酸是否能调节这类细胞的变化。图4H-K的结果显示，GDCA治疗显著降低了与炎症相关的TH17细胞（CD4+IL-17A+）比例以及病理性TH17（pathogenic TH17，pTh17）（CD4+IFN+IL17A+）比例等。
为探究GDCA与不同药物之间疗效对比，我们将GDCA与5-ASA进行比较，结果提示相同处理浓度下，GDCA缓解DSS结肠炎效果优于5-ASA，具体表现为小鼠结肠短缩程度明显降低（如图4L所示）。
实施例三：GDCA对CD4阳性T细胞活化状态影响
CD154（CD40LG）与抗原呈递细胞表面CD40结合在Th17极化中起到重要作用，因此为补充探究GDCA对Th17细胞极化的影响，我们分离纯化了健康人外周血naïve CD4阳性T细胞，在体外构建静息状态（IL-7刺激）及活化状态（CD3及CD28刺激）下CD4阳性T细胞模型，分别以GDCA及DMSO干预两种状态细胞，两组细胞分别于37℃，5%CO2孵箱中培养3天，3天后收集细胞进行流式染色，同时收集细胞培养上清进行ELISA检测。
实验结果显示，在静息状态时，两组间激活比例无统计学差异（如图5A、5B所示），而GDCA可降低活化状态下CD4+T细胞激活比例（如图5C、5D所示），且能降低活化状态下细胞培养上清IL-17A及IFN-γ浓度（如图5E、5F所示）。
此外，我们进一步分离纯化了UC患者外周血naïve CD4阳性T细胞，在体外构建活化状态（CD3及CD28刺激）下CD4阳性T细胞模型，结果发现GDCA同样能够降低UC患者活化状态下CD4+T细胞激活比例（如图5G、5H所示），且同样能降低活化状态下细胞培养上清IL-17A及IFN-γ浓度（如图5I、5J所示）。
实施例四：GDCA对Th17细胞及IL-17水平的影响
为进一步探究GDCA对Th17的影响，通过分离小鼠脾脏单个核细胞，体外进行不同细胞因子组合刺激，以IL-6+TGF-β诱导非致病性Th17（Non-pathogenic Th17，nTh17）细胞极化，以IL-6+TGF-β+IL-1β+IL-23诱导致病性Th17（Pathogenic Th17，nTh17）细胞极化，两组细胞分别于37℃，5%CO2孵箱中培养3天，3天后收集细胞进行流式染色，同时收集细胞培养上清进行ELISA检测。组间比较采用t检验。* P＜0.05，*** P＜0.001，**** P＜0.0001。
实验结果显示，GDCA干预可以降低nTh17细胞及pTh17细胞比例及其培养上清IL-17A水平（如图6A-6F所示）。
实施例五：GDCA在 Th17极化条件下可抑制糖酵解调控Th17细胞代谢重编程
为了进一步探究GDCA依赖性调节 T 细胞分化的机制，我们使用GDCA 处理以及DMSO溶剂处理的 Th17极化 T 细胞进行RNA 测序 (RNA-seq)。两组细胞分别于37℃，5%CO2孵箱中培养3天，3天后收集细胞，离心后收集细胞培养上清进行ELISA检测，细胞液氮速冻后进行RNA测序。各组间统计采用单因素方差分析。** P＜0.01， **** P＜0.0001。
实验结果显示，GDCA处理的Th17极化T细胞和对照Th17极化T细胞之间总共鉴定出458个差异表达基因（DEG）（如图7A所示）。在 Th17 特征基因中，与对照相比，GDCA处理组下调了包括葡萄糖转运蛋白Slc2a6（编码Glut-6）、缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）、己糖激酶2（HK2）在内的几个糖酵解相关基因，以及TH17相关基因CCR5、il1r以及信号转导子和转录激活子4 (Stat4) 的基因的相对表达（如图7B所示）。京都基因和基因组百科全书 (KEGG) 通路分析发现，GDCA 处理组下调了糖酵解通、HIF-1通路、细胞增殖通路等（如图7C、7D所示）。编码Th17极化重要转录因子的基因的相对表达，包括RORγt（Rorc），并没有被GDCA下调。
T 细胞激活的早期阶段会诱导代谢转向并依赖有氧糖酵解。Th17是一种CD4+辅助性T细胞，在炎症反应中发挥调控作用时依赖糖酵解代谢。我们通过细胞能量代谢（Seahorse）检测技术评估存在或不存在GDCA 的情况下 T 细胞极化过程中代谢功能是否改变。在naive T细胞诱导Th17极化3天后，将细胞收集接种于细胞能量代谢培养板，通过seahorse细胞能量代谢分析仪检测线粒体压力和细胞糖酵解速率。我们观察到naive T细胞分化为TH17过程时耗氧率（OCR）有降低趋势，细胞外酸化率 （ECAR） 显著降低，GDCA处理极化的 Th17细胞基础糖酵解和补偿性糖酵解进一步受到抑制（如图7E-7H所示）。这些结果表明GDCA通过抑制极化的Th17细胞的糖酵解介导TH17细胞代谢重编程，进而抑制TH17的功能。
实施例六：GDCA对肠道菌群组成的影响
胆汁酸代谢物为宿主及肠道菌群之间重要的沟通桥梁，因此本研究进一步探索了GDCA对DSS诱导小鼠结肠炎模型肠道菌群的影响。按照实施例二的方式设置各实验组，进行肠道菌群成分分析，通过对各组小鼠粪便16S rRNA基因全长进行扩增以鉴定不同菌落组成。
实验结果显示，通过主成分分析（PCA），DMSO干预的DSS造模组相较于其他三组菌群组成具有显著分离性（P=0.001），而GDCA干预的DSS造模组群落组成与饮水组相比无统计学差异（如图8A所示）。菌群门水平分析发现DSS组小鼠肠道菌群较对照组（VE) 以及GDCA干预DSS组（DSSG）变形菌门丰度明显增加，而GDCA干预DSS组（DSSG）较DSS组和VE组显著增加疣微菌门（Verrucomicrobiota）丰度（如图8B-C所示）。具体到种水平分析发现阿克曼氏菌属（Akkermansia）是GDCA干预DSS组（DSSG）较VE以及DSS组显著增加的菌种（如图8D-E）。LEfSe分析及LDA分析也提示GDCA干预下DSS造模小鼠阿克曼氏菌丰度增加（如图8F-G所示，其中图8F中， DMSO处理组中e、f、g、h组分类群显著升高，GDCA处理组中a、b、c、d、i、j、k、l分类群显著升高）。因此，推测GDCA可能影响肠道菌群组成，并由此减轻DSS诱导小鼠结肠炎。
前面仅仅示出了本申请的原理，应理解，本申请的范围不预期限制在本文所述的示例性方面，而应包括所有当前已知的和未来开发的等同物。另外，应当指出，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以作出若干改进和修改，这些改进和修改也应被视为本申请的范围。
Claims (4)
1.一种标志物在制备溃疡性结肠炎的检测产品中的用途，其中，所述标志物为甘氨脱氧胆酸和硫酸盐结合形式的3-硫酸甘氨脱氧胆酸，所述检测产品用于溃疡性结肠炎的筛查、诊断、复发预测或治疗效果评估，所述检测产品所检测的样品为受试者的组织或粪便。
2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述检测产品用于对样品中的所述标志物的含量或丰度进行检测。
3.根据权利要求2所述的用途，其中，所述检测产品中包括所述标志物的检测试剂。
4.根据权利要求1所述的用途，其中，所述检测产品选自试剂、试剂盒、试纸或诊断芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410349069.9A CN117949648B (zh) | 2024-03-26 | 2024-03-26 | 一种用于检测溃疡性结肠炎的标志物及用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410349069.9A CN117949648B (zh) | 2024-03-26 | 2024-03-26 | 一种用于检测溃疡性结肠炎的标志物及用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117949648A CN117949648A (zh) | 2024-04-30 |
| CN117949648B true CN117949648B (zh) | 2024-07-12 |
Family
ID=90792382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410349069.9A Active CN117949648B (zh) | 2024-03-26 | 2024-03-26 | 一种用于检测溃疡性结肠炎的标志物及用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117949648B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116942707A (zh) * | 2022-04-15 | 2023-10-27 | 中国医学科学院药物研究所 | 一类肠道菌在预防或治疗肾病综合征药物或生物制剂中的应用 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763435A (en) * | 1995-11-21 | 1998-06-09 | Children's Hospital Medical Center | Sulfate conjugates of ursodeoxycholic acid, and their beneficial use in inflammatory disorders |
| WO2010045180A1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-04-22 | Metabolon, Inc. | Biomarkers for inflammatory bowel disease and methods using the same |
| WO2019036382A1 (en) * | 2017-08-15 | 2019-02-21 | Progenity Inc. | INFLAMMATORY DISEASE TREATMENT INVOLVING AN INGREDIENT DEVICE FOR RELEASING AN IMMUNOMODULATOR |
| CN110904213B (zh) * | 2019-12-11 | 2023-09-26 | 山东大学齐鲁医院 | 一种基于肠道菌群的溃疡性结肠炎生物标志物及其应用 |
| WO2021113989A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Mcmaster University | Method of diagnosing and treatment monitoring of crohn's disease and ulcerative colitis |
| CN113966724A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-01-25 | 湖南师范大学 | 一种微生态制剂对dss诱导结肠炎小鼠作用的研究方法 |
-
2024
- 2024-03-26 CN CN202410349069.9A patent/CN117949648B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116942707A (zh) * | 2022-04-15 | 2023-10-27 | 中国医学科学院药物研究所 | 一类肠道菌在预防或治疗肾病综合征药物或生物制剂中的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117949648A (zh) | 2024-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cohen et al. | Anti-tumor necrosis factor therapy is not associated with post-operative infection: results from prospective cohort of ulcerative colitis and Crohn’s disease patients undergoing surgery to identify risk factors for postoperative infection I (Puccini) | |
| JP2019525198A (ja) | 肝疾患関連バイオマーカーおよびその使用方法 | |
| Fortuna et al. | Diagnostic utility of inflammatory biomarkers in asthma: exhaled nitric oxide and induced sputum eosinophil count | |
| Hay et al. | The impact of obesity on immune function in pediatric asthma | |
| Gong et al. | The profile of gut microbiota and central carbon-related metabolites in primary angle-closure glaucoma patients | |
| Gu et al. | Deciphering bacterial community changes in zucker diabetic fatty rats based on 16S rRNA gene sequences analysis | |
| US20130337453A1 (en) | Extracellular mitochondria-based screening and treatment | |
| Ge et al. | Application of machine learning tools: potential and useful approach for the prediction of type 2 diabetes mellitus based on the gut microbiome profile | |
| Cheng et al. | Spinal cord injury causes insulin resistance associated with PI3K signaling pathway in hypothalamus | |
| CN113913490B (zh) | 非酒精性脂肪肝标志微生物及其应用 | |
| CN117949648B (zh) | 一种用于检测溃疡性结肠炎的标志物及用途 | |
| Matsuo et al. | Predictors of delirium in corticosteroid-treated patients with advanced cancer: an exploratory, multicenter, prospective, observational study | |
| Xun et al. | Glucocorticoid induced transcript 1 represses airway remodeling of asthmatic mouse via inhibiting IL-13/periostin/TGF-β1 signaling | |
| CN118178427A (zh) | 一种胆汁酸在制备治疗炎症性肠病药物中的应用 | |
| CN113999922B (zh) | 急性腹泻标志微生物及其应用 | |
| CN114836508A (zh) | 慢性阻塞性肺病标志微生物及其应用 | |
| Han et al. | A study on the plasma proteomics of different types of depressive disorders based on label-free data-independent acquisition proteomic technology | |
| Tong et al. | A new intestinal supplement ‘Synbiotics’ therapeutically regulates gut microbiota and activates PPARs pathway to inhibit Alzheimer’s disease progression in mouse models | |
| CN114317784B (zh) | 白塞病标志微生物及其应用 | |
| Yang et al. | Higher HOMA-IR index and correlated factors of insulin resistance in patients with IgA nephropathy | |
| Bailey et al. | Alcohol use disorders are associated with a unique impact on airway epithelial cell gene expression | |
| Cameron et al. | MP69-03 THE EFFECTS OF GENTAMICIN INTRAVESICAL INSTILLATIONS ON DECREASING URINARY INFECTIONS IN PATIENTS WITH NEUROGENIC BLADDER AFTER SPINAL CORD INJURY (GENIUS) TRIAL | |
| Han et al. | Integrated multi-omics reveal gut microbiota-mediated bile acid metabolism alteration regulating immunotherapy responses to anti-α4β7-integrin in Crohn’s disease | |
| Lessa et al. | Transcriptomic and Metabolomic Correlates of Increased Colonic Permeability in Postinfection Irritable Bowel Syndrome | |
| Li et al. | Gut microbiome impact on childhood allergic rhinitis and house dust mite IgE responses |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |