【寫在前面】：本期推薦的是由浙江中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院、浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科等研究團隊合作近期發(fā)表于Phytomedicine(IF8.3）的一篇文章，揭示單細胞和空間分辨轉(zhuǎn)錄組學(xué)闡明雷公藤多苷治療潰瘍性結(jié)腸炎的機制。

【期刊簡介】

【題目及作者信息】

Single-cell and spatially resolved transcriptomics elucidate the therapeutic mechanism of

Tripterygium wilfordii

背景

雷公藤多苷（TWP）可以緩解潰瘍性結(jié)腸炎（UC）的炎癥。然而，UC的核心疾病特異性生物標志物和靶點以及TWP的治療作用機制尚未完全闡明。

目的

采用涉及單細胞測序、空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)和實驗驗證的綜合策略來研究TWP治療UC的潛在靶點。

方法

通過將單細胞RNA測序與空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)相結(jié)合，研究了TWP治療UC的分子作用機制和治療靶點。建立CRISPR-Cas9基因編輯動物模型。使用蛋白質(zhì)印跡分析、蘇木精-伊紅染色和免疫熒光來評估腸道炎癥和粘膜損傷，以驗證靶基因。通過UPLC-Q-TOF-MS對TWP的化學(xué)成分進行了表征，并通過分子對接和表面等離子體共振分析評估了其與已鑒定靶標的相互作用。

結(jié)果

TWP顯著減輕了DSS治療小鼠的腸道炎癥和粘膜損傷。單細胞測序和空間轉(zhuǎn)錄組分析確定S100A8是TWP治療UC的潛在核心靶點，S100A8促進中性粒細胞與其效應(yīng)細胞（巨噬細胞）之間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。多模式驗證顯示，S100A8過表達加劇了結(jié)腸炎的嚴重程度和腸粘膜破壞，而S100A8敲除顯著減輕了腸道炎癥和粘膜損傷。我們在TWP中共鑒定出52種化學(xué)成分。分子對接表明，有6個組分可以與S100A8結(jié)合。SPR分析進一步證實雷公藤甲素和去甲基Zeylasteral強烈結(jié)合S100A8。

結(jié)論

TWP可能主要通過抑制S100A8的表達來緩解UC的炎癥癥狀，從而保護腸粘膜屏障功能。

圖文摘要

【前言】

潰瘍性結(jié)腸炎（UC）是一種慢性特發(fā)性炎癥性腸病，其全球發(fā)病率的上升構(gòu)成了日益嚴峻的臨床挑戰(zhàn)。從病理學(xué)上講，UC的特征是主要局限于遠端結(jié)腸和直腸的復(fù)發(fā)-緩解炎癥過程，其中復(fù)發(fā)性炎癥會造成累積的粘膜損傷，從而大大增加結(jié)腸炎相關(guān)腫瘤的長期風(fēng)險。目前治療UC的藥物，包括氨基水楊酸制劑、糖皮質(zhì)激素、免疫抑制劑和生物制劑，受到重大限制的阻礙。激素依賴和治療失敗等挑戰(zhàn)普遍存在，緩解率很少超過30-60%。盡管全結(jié)腸直腸切除術(shù)可能治愈結(jié)腸炎，但這種主要的外科手術(shù)存在術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險，如膿胸和大便失禁。因此，開發(fā)安全有效的長期治療方法仍然是一個相當大的挑戰(zhàn)。

雷公藤是一種在中國廣泛有效利用的中草藥。這種衛(wèi)矛科植物雷公藤多苷（TWP）的純化提取物以其強效的抗炎和免疫抑制特性而聞名。這些特性使其成功應(yīng)用于一系列自身免疫和炎癥性疾病。在臨床背景下，我們之前曾報道過TWP的免疫調(diào)節(jié)作用可以減少IBD患者的炎癥活動，包括UC患者。我們的臨床前研究進一步證實了這些觀察結(jié)果，表明TWP通過抑制TLR4和p38 MAPK信號通路下調(diào)炎性細胞因子來改善結(jié)腸病變。最近的證據(jù)表明S100A8是UC的關(guān)鍵炎癥基因。研究證實，S100A8在DSS誘導(dǎo)的腸道損傷中高度表達，中和其過表達可顯著改善小鼠的結(jié)腸炎癥狀。然而，由于細胞異質(zhì)性和個體生物學(xué)差異，TWP通過靶向S100A8治療UC的精確分子機制仍有待完全確定。

【結(jié)果部分】

1.TWP可改善DSS誘導(dǎo)的小鼠潰瘍性結(jié)腸炎模型中的腸道損傷。

2.TWP可恢復(fù)結(jié)腸上皮屏障功能。

3.小鼠結(jié)腸組織單細胞轉(zhuǎn)錄組圖譜的特征分析。

4.結(jié)腸組織細胞亞群分析。

5.小鼠結(jié)腸組織中髓系細胞的特征。

6.基于hdWGCNA的結(jié)腸細胞基因共表達網(wǎng)絡(luò)分析。

7.核心基因篩選、表達分析及偽時間動力學(xué)特征研究。

8.結(jié)腸組織核心基因的驗證。

9.TWP通過S100A8通路減輕腸道損傷及炎癥浸潤。

10.TWP通過S100A8保護結(jié)腸黏膜屏障。

11.TWP的化學(xué)成分及其與S100A8的結(jié)合分析。

12.示意圖展示TWP通過抑制S100A8表達從而保護腸道黏膜屏障功能，進而緩解潰瘍性結(jié)腸炎（UC）炎癥癥狀的作用機制。

【結(jié)論與討論】

總之，我們的研究表明，S100A8 是一個潛在的關(guān)鍵調(diào)控基因，介導(dǎo)了 TWP 在潰瘍性結(jié)腸炎中的治療效果，并可能在中性粒細胞與其效應(yīng)細胞（特別是巨噬細胞）之間的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮作用。通過使用 UPLC-Q-TOF-MS 對 TWP 的化學(xué)成分進行分析，我們確定了可能與 S100A8 相互作用的成分。這項工作為未來研究 TWP 治療潰瘍性結(jié)腸炎的作用機制以及更廣泛的炎癥研究提供了方法學(xué)和概念基礎(chǔ)。

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