炎症性肠病(Inflammatory Bowel Disease,IBD)是一类反复发作的慢性胃肠道炎症性疾病,可侵袭全消化道并伴有免疫异常,会增加患者患结肠癌的风险。研究发现影响炎症性肠病的因素众多,其发病机制尚不明确。该病的临床表现不具有特异性,结肠镜检查是目前确诊炎症性肠病的主要手段。但该方法对患者损伤较大,且操作过程不便,临床上急需更加快捷方便且微创的方法对炎症性肠病进行早期诊断和治疗。本研究通过建立DSS诱导的溃疡性肠炎小鼠模型,并基于UPLC-QTOF-MS技术对小鼠模型血浆进行了代谢组学研究,筛选出溃疡性结肠炎模型组和健康对照组之间差异代谢物,分析相关代谢通路的变化。采用已确诊的IBD患者及健康志愿者为研究对象,建立了基于UPLC-QTOF-MS技术的血浆代谢组学分析方法,通过单因素及多因素分析,筛选出了IBD潜在血浆生物标志物,并分析了IBD患者可能存在的代谢通路的变化,同时与小鼠溃疡性结肠炎模型的血浆代谢组学的研究结果进行比较,发现IBD患者的差异代谢产物与小鼠模型的差异代谢产物在相同代谢通路中发生扰动。通过独立的验证集样本检测,验证了筛选出的差异代谢物的诊断能力,可以作为诊断IBD的潜在生物标志物。主要研究内容和结果如下:1.建立DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎模型。实验分为对照组、模型组和阳性药物给药组三个组别,并从临床表现、疾病活动指数评定、结肠病理学三方面对动物模型进行了验证以及对药物作用的效果进行了评价。结果显示:对照组小鼠进食正常,皮毛有光泽,生长发育良好,粪便正常;模型组小鼠造模24 h后就相继出现精神萎靡,皮毛无光泽,喜蜷缩扎堆而卧,体质量下降,并出现稀便、血便,造模后期血便程度严重;给药组小鼠造模24 h后出现精神萎靡,皮毛无光泽,喜蜷缩扎堆而卧,体质量下降,并出现稀便、血便,在给予药物治疗后,一般情况随给药时间延长逐渐好转,体质量增加,但未见血便消失。通过结肠组织病理学的评价,发现模型组和给药组结肠组织黏膜出现不同程度的损伤,并伴有不同程度炎症细胞浸润,但给药组与模型组相比可见较明显改善,说明模型组和给药组中均发生了炎症性肠病,且阳性药物美沙拉嗪对溃疡性结肠炎有一定缓解作用。以上研究结果说明我们成功地构建了小鼠溃疡性结肠炎模型。2.建立基于UPLC-QTOF-MS技术的小鼠血浆代谢组学研究方法,对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎模型进行代谢组学研究。筛选出溃疡性结肠炎模型组和健康对照组之间差异代谢物并进行鉴定。进一步进行代谢通路分析,发现筛选出的差异代谢物在花生四烯酸代谢通路、鞘脂代谢通路、脂肪酸代谢通路和甘油磷脂代谢通路中有显著变化。3.建立基于UPLC-QTOF-MS技术的人血浆代谢组学研究方法,对炎症性肠病患者进行代谢组学研究。筛选出疾病组和健康对照组之间差异代谢物并进行鉴定,通过ROC曲线分析评估差异代谢物的诊断能力,筛选出了44个脂溶性代谢物和37个水溶性代谢物显示较高的诊断能力(AUC≥0.80)。4.通过60例验证集样本验证筛选出的44个脂溶性代谢物和37个水溶性代谢物的诊断能力,确定了13个潜在的IBD血浆生物标志物,包括:Palmitic acid,7alpha,25-dihydroxycholesterol,20-hydroxyeicosatetraenoic(HETE),5,6-epoxy-eicosatrienoic acid(Ep ETr E),docosahexaenoic acid(DHA),9-heptadecylenic acid,Lactucaxanthin,alpha-Carotene,Traumatic acid,Neoquassin,Adrenic acid,PE(18:4/15:0),DG(18:0e/2:0/0:0)。通过分析筛选出的13个潜在的IBD血浆生物标志物相关代谢通路,发现这些差异代谢物主要参与原发性胆汁酸的生物合成、花生四烯酸代谢、鞘脂代谢、脂肪酸延伸代谢和甘油磷脂代谢,并进一步阐释其在IBD发展进程中的作用。与小鼠溃疡性结肠炎模型的血浆代谢组学的研究结果进行比较,结果显示,病人的差异代谢产物与小鼠模型的差异代谢产物在相同代谢通路中发生扰动,从而进一步证明了我们的研究结果,确认与IBD密切相关的代谢变化包括花生四烯酸代谢、鞘脂代谢、脂肪酸代谢和甘油磷脂代谢。不但获得了疾病状况下代谢物的体内变化的数据,同时为寻找治疗炎症性肠病的药物靶点提供了依据。