Ziel ist es, mithilfe von Bioinformatik und In-vivo-Tierversuchen die potenziellen Mechanismen der Therapie bei chronisch entzündlicher Darmerkrankung (CED) zu erkunden, welche die Regulierung des programmierten Zelltods einbeziehen. Die Methoden umfassen die Suche nach differentiell exprimierten Genen im Kolon-Geweben von CED-Patienten aus der Datenbank für ganzheitlichen Genumassendaten (GEO), die Suche nach Genen im Zusammenhang mit programmiertem Zelltod von GEO und Genecards, das Erstellen eines Schnittmengengenen, die dann in die Metascape-Datenbank für die Analyse der Genontologie (GO) und der Kyoto-Gen- und Genom-Enzyklopädie (KEGG) importiert werden, die Konstruktion eines Protein-Protein-Interaktionsnetzwerks (PPI) durch die STRING-Datenbank, die Erstellung eines LASSO-Prädiktionsmodells und die Receiver-Operating-Characteristics-Analyse (ROC) zur Identifizierung von Schlüssel-Pyro-DEGs mit diagnostischem und therapeutischem Potenzial, die Immuninfiltrationsanalyse von CED-Datensätzen mittels CIBERSORT und die Korrelationsanalyse mit den Schlüssel-Pyro-DEGs. 60 SD-Männchen-Mäuse wurden in eine Normalgruppe, eine Modellgruppe, eine Gruppe mit hoher, mittlerer und niedriger Dosis der Therapie sowie eine Mesalazin-Gruppe (0,27 g·kg^-1) randomisiert, mit jeweils 10 Mäusen. Die Mäuse wurden mittels der TNBS-Ethanol-Klistier-Methode für ein CED-Modell behandelt. Die Normalgruppe und die Modellgruppe wurden mit destilliertem Wasser gavagiert, während die anderen Gruppen die experimentelle Medikation erhielten. Nach 7-tägiger Gavagierung wurde die histopathologische Morphologie des Darms der Mäuse mittels Hämatoxylin-Eosin (HE) gefärbt und beobachtet. Mittels ELISA wurde der Gehalt der entzündlichen Zytokine IL-1β, IL-10, IL-18 und des Transformierenden Wachstumsfaktors-β (TGF-β) im Darm der Mäuse gemessen. Die Expression von Caspase-1, Connexin 43 (GJA1), PPAR-Gamma-Rezeptor-Aktivator (PPARG) und S100A8 im Darm der Mäuse wurde mittels Immunhistochemie nachgewiesen. Die mRNA-Expression von Caspase-1, GJA1, PPARG, S100A8 im Darm der Mäuse wurde mittels Echtzeit-PCR gemessen, und die Proteinexpression dieser Proteine wurde mittels Western-Blot nachgewiesen. Die GSE87466- und GSE87473-Datensätze aus der GEO-Datenbank wurden abgerufen, was zu 64 Pyro-DEGs führte, deren KEGG-Ergebnisse zeigten, dass sie hauptsächlich in den NOD-ähnlichen Rezeptorsignalweg, den TNF-Signalweg und den HIF-1-Signalweg angereichert waren. Darüber hinaus wurden 4 Schlüssel-Pyro-DEGs (Caspase-1, GJA1, PPARG, S100A8) identifiziert. Die Ergebnisse der Immuninfiltrationsanalyse zeigten, dass die Expression dieser Schlüssel-Pyro-DEGs positiv mit Zellen wie Makrophagen M0, Makrophagen M1, Neutrophilen, dendritischen Zellen usw. korrelierte. Die Ergebnisse der Tierversuche zeigten, dass im Vergleich zur Normalgruppe die Gehalte an IL-1β und IL-18 im Darm der Modellgruppe signifikant anstiegen, während die Gehalte an IL-10 und TGF-β signifikant abnahmen. Die Färbung und Färbungsfläche von Caspase-1, GJA1 und S100A8 in der Modellgruppe waren größer und intensiver als in der Normalgruppe, und die mRNA- und Proteinexpression von Caspase-1, GJA1 und S100A8 nahmen signifikant zu (P<0,01). Die Färbung und Färbungsfläche von PPARG in der Modellgruppe waren geringer und schwächer als in der Normalgruppe, und die mRNA- und Proteinexpression von PPARG nahmen signifikant ab (P<0,01). Nach der Behandlung zeigte jede Behandlungsgruppe eine gewisse Verbesserung (P<0,05, P<0,01), wobei die hochdosierte Gruppe die signifikanteste Verbesserung zeigte (P<0,01). Schlussfolgerung: Caspase-1, GJA1, PPARG und S100A8 sind Schlüssel-Pyro-DEGs, die eng mit der CED-Entwicklung verbunden sind und wahrscheinlich in Zusammenarbeit mit Immunzellen wie Makrophagen M0, Makrophagen M1, Neutrophilen usw. bei der Pathogenese von CED tätig sind. Die Therapie zur Kontrolle der Entzündungen könnte die Expression dieser Schlüssel-Pyro-DEGs über die zentralen Signalwege NOD, TNF und HIF-1 regulieren und so das immunologische Gleichgewicht bei Mäusen mit CED effektiv verbessern.

Bioinformatik; Therapie bei chronisch entzündlicher Darmerkrankung; programmierten Zelltod; chronisch entzündliche Darmerkrankung