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蜂毒改善炎症性肠病的功能研究

申报人:刘思思 申报日期:2026-03-17

基本情况

2026创新项目
蜂毒改善炎症性肠病的功能研究 学生申报
创新训练项目
医学
中医学类
学生来源于教师科研项目选题
二年期
炎症性肠病发病复杂,与肠道微生物失调及免疫功能异常紧密相关。传统治疗中,抗生素虽能减轻炎症,但可能扰乱肠道微生物平衡,存在加剧病情的风险。而中医药治疗具有安全性高且不良反应较少等特点。从中药中寻找治疗炎症性肠病的药物已成为热点。蜂疗是将蜂毒的药理作用与针灸学原理相结合的一种疗法,是一种自然疗法,属于中医外治法“微针针刺”的范畴。蜂毒作为一种天然药物,具有多种生物学、药理学和毒理学作用,其蜂毒肽还是迄今为止人类所知的抗炎活性最强的物质之一,可发挥抗炎调整免疫功能的作用,但不会产生抗药性和耐药性。因此,蜂毒治疗炎症性肠病具有良好的应用前景。本项目借助结肠炎小鼠模型,对其在不同发病时期注射蜂毒,观察其对肠道微生物组成和肠道免疫功能的影响,旨在揭示其改善炎症性肠病的可能性。本项目可为挖掘炎症性肠病新的潜在诊疗靶点,开发新的治疗策略,以及为临床上炎症性肠病的治疗提供新的思路和方法。
正在参与第十一届全国大学生生命科学竞赛(创新创业类)
主持在研山东省自然科学青年基金项目, 项目号:ZR2025QC203, 项目名称:基于多组学的工蜂卵巢激活期氨基酸代谢重编程机制与功能验证, 项目时间:2025-10 至 2028-09,项目经费:13万元。
首先是提供本项目的指导和建议,帮助确定研究方向、方法和实验设计。其次是提供实验设备、资源和实验室空间,保障项目的有序进行。此外,提供专业知识和技能培训,帮助学生克服困难并解决问题。最后,指导完成结果分析和论文撰写,以确保项目的顺利完成和高质量的成果。
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
刘思思 护理学院 护理学(四年制本) 2024 统筹项目整体进展,协调各成员工作,确保研究目标按期完成。包括:制定研究方案与技术路线,监督实验进度与数据质量。 审核实验数据,组织阶段性成果汇报与项目总结。 论文撰写、修改与投稿,撰写项目结题报告。
李双翔 护理学院 护理学(四年制本) 2024 负责炎症因子检测与肠道微生物群落分析
孙燕 护理学院 护理学(四年制本) 2024 负责实验数据的统计分析、图表制作与技术支撑
王亚军 护理学院 护理学(四年制本) 2024 负责结肠组织样本的处理与分子机制研究
任德金 护理学院 护理学(四年制本) 2024 负责小鼠饲养、模型建立与药物治疗实验的实施

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
陈文凤 科研处

立项依据

本研究是整体目标是探讨蜂毒素对改善右旋糖酐硫酸钠(Dextran sodium sulfate,DSS)所致小鼠IBD的作用,并初步阐明其作用机制。围绕这一总体目标,本项目具体目标被细分为以下几个部分:
①证明蜂毒素具备有效改善IBD的功能;
②初步探明蜂毒素改善IBD的作用机制。
2.1研究思路
围绕上述研究目标,本项目的研究思路为:选取健康小鼠作为实验对象,通过给予一定浓度的DSS溶液,建立小鼠IBD模型。在模型建立后,将小鼠随机分为两组:DSS模型组、蜂毒素治疗组。DSS模型组继续给予DSS溶液,以维持IBD状态;而蜂毒素治疗组则在给予DSS的同时,注射一定剂量的蜂毒素。观察并记录两组小鼠的体重变化、粪便性状、便血情况等临床症状,评估IBD的严重程度;同时,收集小鼠的结肠组织样本,进行组织学检查,观察炎症细胞的浸润、黏膜损伤等病理变化;收集的粪便用于检测微生物群落的组成变化;检测小鼠血清中的炎症因子水平,如白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等,进一步探讨蜂毒素的免疫调节作用;通过比较两组小鼠的炎症因子水平,评估蜂毒素对炎症反应的抑制作用。最后,采用蛋白质印迹等分子生物学技术,检测与IBD发病相关的信号通路蛋白的表达水平,通过比较两组小鼠的信号通路蛋白表达差异,初步阐明蜂毒素的作用机制,为蜂毒素在炎症性肠病治疗中的潜在应用提供实验依据。
2.2研究内容
围绕上述研究目标和研究思路,本项目的研究内容分为以下两个方面:
建立小鼠IBD模型。选取健康、体重相近的小鼠,通过给予一定浓度的DSS溶液,建立小鼠IBD模型,对照组则给予正常饮用水,观察并记录两组小鼠的体重变化、粪便性状、便血情况等临床症状确定是否建模成功。
基于(1)中建立成功的实验模型,设置DSS模型组和蜂毒素治疗组,观察并记录两组小鼠的体重变化、粪便性状、便血情况等临床症状,评估IBD的严重程度,确定蜂毒素是否具备有效改善IBD的功能。
基于(1)中建立成功的实验模型,设置DSS模型组和蜂毒素治疗组,比较分析两组微生物群落的组成变化、炎症因子水平的差异和IBD相关信号通路蛋白的表达,初步探明蜂毒素改善IBD的作用机制。
2.3 研究方法
2.3.1 小鼠IBD模型的建立。选取6-8周龄的C57BL/6雄性小鼠(19.0 ± 1.0 g)随机分成 3组,每组 10 只。小鼠被饲养在聚碳酸酯笼中,处于特定病原体自由环境中,饲养环境温度保持在22-25℃,湿度保持在45-55%,采用12小时光/暗循环。试验期间小鼠可以自由获取水和食物。适应大概7天后, DSS模型组:其中两组在一周的饮水中添加2.5%(w/v)的 DSS来诱导结肠炎;对照组:给予正常饮用水。观察并记录两组小鼠的体重变化、粪便性状、便血情况等临床症状确定是否建模成功。
2.3.2 蜂毒素改善IBD的功能研究。选取2.3.1中建模成功的小鼠,随机分为两组:DSS模型组、蜂毒素治疗组。DSS模型组继续给予DSS溶液,以维持IBD状态;而蜂毒素治疗组则在给予DSS的同时,每天注射0.5ml 10μg/mL蜂毒素(M2272,Sigma)。观察并记录两组小鼠的体重变化、粪便性状、便血情况等临床症状,评估IBD的严重程度;同时,收集小鼠的结肠组织样本,进行组织学检查,观察炎症细胞的浸润、黏膜损伤等病理变化;通过临床症状与组织学评价明确蜂毒素是否具备改善IBD的功能。
2.3.3 蜂毒素改善IBD的机制研究。在2.3.2试验过程中收集的粪便用于检测微生物群落的组成变化;检测小鼠血清中的炎症因子水平,如白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等,进一步探讨蜂毒素的免疫调节作用;通过比较两组小鼠的炎症因子水平,评估蜂毒素对炎症反应的抑制作用。最后,采用蛋白质印迹等分子生物学技术,检测与IBD发病相关的信号通路蛋白的表达水平,通过比较两组小鼠的信号通路蛋白表达差异,初步阐明蜂毒素的作用机制。
3.1 炎症性肠病治疗的研究进展
炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)是一组慢性免疫介导的肠道疾病,病因尚不明确,基于组织学、内窥镜和放射学特征等临床参数可将其分为克罗恩病(Crohn’s Disease,CD)和溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC),常表现为腹痛、腹泻、慢性胃痛、疲劳和体重减轻等临床症状[1, 2]。IBD患者常面临病情反复发作的问题,且易于发生炎症转化癌症的现象,从而显著提升了罹患结肠癌的风险。持续进行的维持治疗能够有效稳定患者的疾病活动性,进而减少其癌变的可能性[3, 4]。传统观念里,IBD常被视作西方社会特有的疾病。然而,近十年的数据揭示了一个显著趋势:在中国及其他亚洲新兴工业化国家中,IBD的发病率正急剧攀升,与此相反,西方国家的发病率则趋于稳定(图1)[5]。鉴于IBD在东方国家的快速蔓延,加之全球人口老龄化的加剧,我们不难预见,全球IBD患者的数量将以指数级速度增长,这标志着IBD已悄然转变为一个亟待关注的全球性健康问题[6]。然而,相较于在西方国家的普遍盛行,二十年前,在亚洲地区,IBD尚被视为一种罕见的疾病[5]。正因这一历史背景,我国在IBD研究领域的探索相较于国外起步较晚,所累积的研究成果也相对有限。
图1 2010年至2019年基于全球人群IBD最新报告病例的研究总结[5]。
目前, IBD的确切发病机制尚未完全阐明,西医普遍认为其发病与遗传易感性、环境因素、免疫功能异常以及肠道菌群失调等多方面因素紧密相关。简而言之,IBD被视为遗传易感性与环境因素共同作用于肠道菌群,导致肠道屏障功能受损,进而触发肠道免疫应答过度激活的结果[7]。IBD的发生发展及其药物治疗与机体复杂的信号通路调节网络之间存在着深刻的联系(图2)。
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图2 IBD 的炎症信号通路[8]。
在临床西医实践中,针对IBD的药物治疗涵盖了氨基水杨酸类药物,诸如美沙拉嗪与柳氮磺胺吡啶;糖皮质激素类,例如醋酸泼尼松龙;以及免疫抑制剂和抗TNF-α单克隆抗体等。然而,这些药物的治疗周期冗长、费用高昂、停药后易复发,且长期使用可能引发多种不良反应[9]。
近年来,中医药在治疗IBD领域凭借其独特的多靶点治疗作用机制、确切的临床效果、稳定的维持疗效、较低的疾病复发率以及轻微的毒副作用,展现出了显著的优势,成为学术界的一大研究热点并取得了长足进展(表1)[10, 11]。
表1中医药调节线粒体功能干预IBD作用机制[11]。

中药单体或复方
功效
作用靶点
生物学机制
葛根芩连汤
清热、止泻
线粒体呼吸
激活PPAR-γ,驱动能量代谢,iNOS↓,减少硝酸盐的产生
安肠愈疡汤
扶正补虚、
解毒安肠
线粒体呼吸
GCK↑、CROT↑、ATP1A1↑、GNB1↑,
提高细胞内能量代谢,增加细胞供能
木黄酮
清热燥湿
线粒体生物发生
PGC-1α↑、TFAM↑
安石榴苷
涩肠止泻
线粒体生物发生
激活 SIRT1/PGC-1α/NRF1 信 号 通 路,
SIRT1↑、PGC-1α↑、NRF1↑
白术内酯Ⅲ
益气健脾
线粒体生物发生
激活 AMPK/SIRT1信号通路,PGC-1α↑,TFAM↑
人参根提取物
益气健脾
线粒体生物发生
PGC-1α↑,MMP↑,ATP↑,ROS↓
黄芩汤
清热燥湿
线粒体生物发生
PGC-1α↑,MMP↑,ATP↑,ROS↓
白术内酯Ⅰ
益气健脾
线粒体动力学
Drp1↓,抑制 NLRP3炎症小体活化,IL-1β↓
祛瘀生新方
行气活血、
祛瘀生新
线粒体动力学
Drp1↓、FIS1↓、RIP3↓、
RIP1↓、ROS↓、IL-18β↓、IL-1↓
参苓白术散
益气健脾、
渗湿止泻
氧化应激
IL-18↓、MPO↓、IL-1β↓,IL-10↑、IL-4↑
生姜
抗炎、抗氧化
氧化应激
Nrf-2↑、HO-1↑,TNF-α↓、MPO↓,PGE2↓
胡桃酮
抗菌、抗氧化
氧化应激
IL-10↑、TGF-β↑、Nrf2↑和 TNF-α↓,IL-1β↓、IL-6↓
加味葛根芩连
清热燥湿
氧化应激
SOD↑、IL-6↓、IL-8↓、TNF-α↓、MDA↓
巴马汀
清热解毒
线粒体自噬
Parkin↑、Parkin↑、LC3↑
人参皂苷
益气健脾
线粒体自噬
促进 AMPK/ULK1/p62信号转导,抑制 NLRP3
炎症小体活化,mtROS↓,IL-1β↓,mtDNA↓
甘草
补脾益气
线粒体自噬
激活NRF2/PINK1 信 号 通 路,Nrf2↑、PINK1↑、Parkin↑、HO-1↑、P62↑和 LC3↑、MMP↓
黄芩汤
清热燥湿
线粒体自噬
激活PINK1/Parkin信号通路,PINK1↑、Parkin↑

研究表明,白术及其复方在治疗IBD方面展现出多重作用机制:它们能够平衡促炎因子与抗炎因子的表达,减轻肠上皮屏障的损伤,有效抑制炎症反应和氧化应激,调节自噬活动至适宜水平,纠正肠道菌群失衡状态,改善免疫功能,并通过调控AMPK/SIRT1/PGC-1α、PI3K/Akt、Wnt/β-catenin、mTOR、MAPK、NF-κB等多条关键信号通路发挥抗IBD效果[8]。此外,研究还发现白头翁汤在治疗急性结肠炎小鼠模型中具有明显疗效,其机制可能涉及抑制HMGB1水平,进而调控Nrf-2/HO-1信号通路及促进肠屏障相关基因的表达,从而显著减轻小鼠的炎症症状[12]。鉴于东西方人群在遗传易感性和环境触发因素方面存在的显著差异这一重要发现,未来我国在治疗IBD的研究方向上,不应仅仅局限于复制西方已有的环境和遗传风险因素研究成果,而应积极开拓思路,探索并发现那些可能尤其适合我国本土人群的全新关联因素[5]。
3.2 蜂毒应用于疾病治疗的研究进展
蜂毒,作为一种珍贵的中药材,源自中华蜜蜂(Apis cerana cerana)等的工蜂尾部螫刺腺所分泌的毒液[13]。其化学构成颇为繁复,囊括了多肽类、酶类以及非肽类等多种成分,而其中最为核心的有效组分包括蜂毒素、蜂毒神经肽、磷脂酶A2、透明质酸酶、多巴胺及组织胺等[14],这些成分共同赋予了蜂毒独特的药用价值。新鲜蜂毒为透明液体,具芳香气,味苦。但室温下很快干燥成类白色或淡黄色结晶体,微透明而闪亮,气微香,刺激性较强。传统中医学理论中,蜂毒被视为一味性味辛、苦而性平的药物,其效用归属于肝经与肺经。它擅长温煦经络、疏通血脉以活血化瘀,同时展现出卓越的抗菌消炎能力,能有效消肿镇痛、祛除体内湿寒[13, 15]。此外,蜂毒还能补中益气,促进微血管畅通,显著改善微循环系统,清除人体内的自由基,全面调整免疫系统功能,平衡内分泌,展现出对抗肿瘤的潜力,并有助于修复关节滑膜,恢复人体脏腑的正常运作。因此,蜂毒广泛应用于治疗风湿性关节炎、腰肌酸痛、神经痛、高血压、荨麻疹及哮喘等多种疾病[16-18]。中医领域的蜂毒疗法,巧妙借用蜜蜂尾部的蜇针作为治疗工具,在中医理论的精心指导下,以经络学说为坚实基础,循人体经络、皮部及穴位,运用多种手法进行精准施治,以达到预防与治疗疾病的目的。此疗法独辟蹊径,能够深度激活人体的自愈机制与免疫力,展现出非凡的药理效应[19]。
现代医学研究中,自从Havas[20]在1950年首次报告了蜂毒对秋水仙碱诱导的肿瘤的影响,众多的研究都表明蜂毒和蜂毒肽在黑色素瘤[21]、非小细胞肺癌[22]、胶质母细胞瘤[23]、白血病[24]、卵巢癌[25]、宫颈癌[26]、胰腺癌[27]和乳腺癌[28]中都显示出了抗肿瘤效果,蜂毒的大部分抗癌活性被归因于蜂毒肽通过抑制乳腺癌中的PI3K/Akt/mTOR轴 [28, 29]、黑色素瘤中的MAPK[30]、卵巢癌中的JAK2/STAT312 [25],肺癌细胞中的NF-κB信号通路18 [31]以及蜂毒素可以提高荷瘤小鼠体内IL-1及TNF的分泌水平,并且可以提高裸鼠的脾脏指数,提示增强裸鼠的免疫功能也可能是蜂毒素抑制肿瘤的机制之一[32]。综上所述,蜂毒素对于实验性肿瘤细胞的抑瘤作用是多靶点作用的结果。蜂毒的抑癌作用中,其成分有一个广泛的触发机制,就是会导致炎症的抑制,NF-κB是炎症途径的主要调节者(图3)。
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图3 蜂毒的抗关节炎作用[14]。
NF-κB活性可由多种炎症刺激物激活。IKK复合体由激酶IKKα和IKKβ以及调节亚单位NEMO(也称为IKKγ)组成,是所有3条信号通路的汇聚点。IKK复合体磷酸化IκBα,导致其降解,并允许NF-κB二聚体进入细胞核,在那里它们结合到相应的DNA结合位点并激活促炎基因的表达。蜂毒肽可通过抑制IKKs来抑制IκB的释放。这种抑制可能是由于IKKα和IKKβ的硫醇(SH)基团与蜂毒肽分子之间的相互作用,导致NF-κB失活,从而减少炎症介质的产生。蜂毒肽也可能直接与NF-κB的p50相互作用,从而抑制p50进入细胞核。
欧洲蜜蜂(Apis mellifera)所产的蜂毒中,蜂毒肽展现出卓越的广谱抗菌活性[33],而生物活性肽Secapin同样对多种细菌和真菌表现出显著的抗菌效力[34]。医学领域的研究揭示,蜂毒及其核心成分——磷脂酶A2与蜂毒肽,已被应用于对抗那些被确认为龋齿根源的口腔感染问题;此外,蜂毒还崭露头角,成为治疗由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌所引发的肺炎的一种潜在且富有前景的治疗方案[35, 36]。研究表明蜂毒肽可以破坏细菌膜,使它们相对于通常具有特定靶点的传统抗生素来说,不易产生抗药性。Kim等人在2004年报告了在啮齿动物模型中蜂毒的一般药理学特性。在最高剂量测试中(分别比临床使用的剂量高出200倍和100倍),蜂毒及其成分的皮下注射对中枢神经、心血管、呼吸和胃肠道的一般生理功能没有显著的副作用[37]。因此开发具有最小宿主毒性和低抗药性发展倾向的蜂毒肽既可以补充现有的抗生素并延长它们的使用寿命,又安全无毒副作用。总之,医学上应用蜂毒治疗疾病的前景是乐观的。蜂毒展现出的直接抗炎特性、免疫调节功能,以及其对肠道微生物群落稳态的维护和对肠道炎症信号通路的调控作用,均预示着蜂毒在治疗IBD方面具有显著地潜力。然而,当前亟需深化对蜂毒缓解IBD机制的理解,实施更多严谨的实验研究,以确凿的证据验证蜂毒的治疗功效与安全性。此项目旨在为蜂毒应用于IBD临床治疗的实践提供坚实的科学依据与指导。
3.3 参考文献
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37. Kim, H.W., Kwon, Y. B., Ham, T. W., Roh, D. H., Yoon, S. Y., Kang, S. Y., Yang, I. S., Han, H. J., Lee, H. J., Beitz, A. J., & Lee, J. H., General pharmacological profiles of bee venom and its water soluble fractions in rodent models. Journal of veterinary science, 2004. 5(4):309-318.
4.1研究结果可应用性强:本项目论证解析蜂毒改善炎症性肠病的作用及机制是基于科学的试验方法和严谨的数据分析得出,具有较高的可靠性和准确性,研究结果能够为蜂毒应用于IBD临床治疗的实践提供坚实的科学依据与指导,推动相关领域的发展,这是本研究的特色。
4.2研究思路有创新:本项目能够突破传统的思维框架,以小鼠IBD作模型,立足蜂毒预防和治疗疾病这个出发点,研究蜂毒改善炎症性肠病的分子机制。以探讨蜂毒素对改善DSS所致小鼠IBD的作用这一目标为导向,注重研究成果的理论创新。
5.1 本研究的技术路线

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图3 本项目的技术路线。
5.2 拟解决的问题及预期成果
5.2.1 拟解决的问题
探明蜂毒改善炎症性肠病的作用及机制。
5.2.2.预期成果
(1)蜂毒能够有效缓解IBD小鼠的体重减轻、粪便粘稠度增加、便血等临床症状,增强了小鼠的免疫力并且降低其炎症反应,还能够维持IBD小鼠肠道微生物群落的稳态;
(2)蜂毒抑制了IBD小鼠NF-κB、MAPK等信号通路蛋白的表达水平发挥抗炎作用。
2026.06-2027.06: 开展小鼠IBD模型的建立与验证,通过给予2.5% DSS溶液诱导结肠炎,并基于临床症状与组织学评价确认建模成功后,设置DSS模型组与蜂毒素治疗组,通过比较两组小鼠的体重变化、粪便性状、便血情况及结肠组织病理学改变,初步明确蜂毒素是否具备有效改善IBD的功能,为后续机制研究奠定实验基础;
2027.07-2028.06:在功能验证的基础上,深入开展蜂毒素改善IBD的机制研究,通过检测粪便微生物群落组成变化、血清炎症因子(IL-6、TNF-α)水平以及结肠组织中IBD相关信号通路蛋白的表达差异,综合分析蜂毒素对肠道微生态、免疫炎症反应及分子信号通路的调控作用,初步阐明其改善IBD的作用机制,并完成数据整理、论文撰写与项目总结。
7.1 与本项目有关的研究积累和已取得的成绩
7.1.1 DSS诱导的结肠炎小鼠的结肠黏膜损伤标志着建模成功
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图5 DSS诱导的结肠炎小鼠的肠道形态对照。
7.1.2 DSS诱导的结肠炎小鼠的采食量、体增重、和饲料转换率的测定
DSS诱导的结肠炎小鼠采食量无显著差异的情况下的体增重显著减小和饲料转换率显著降低。
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图6 DSS诱导的结肠炎小鼠的体增重(a)、采食量(b)和饲料转换率(c)记录。
7.2已具备的条件,尚缺少的条件及解决方法
本项目的实施是借助于济宁医学院公共科研平台,拥有完善的仪器设备和先进的实验条件,平台内设有实验动物中心、国家基因库济宁分库临床样本库、大型仪器设备平台、生物统计和生物信息分析平台、分子生物学平台,包含本项目设计所需要的全部仪器。
7.2已具备的条件,尚缺少的条件及解决方法
本项目的实施是借助于济宁医学院公共科研平台,拥有完善的仪器设备和先进的实验条件,平台内设有实验动物中心、国家基因库济宁分库临床样本库、大型仪器设备平台、生物统计和生物信息分析平台、分子生物学平台,包含本项目设计所需要的全部仪器。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 20000.00 实验材料购买、测试化验加工和出版/文献/信息传播/知识产权事务费等 10000.00 10000.00
1. 业务费 5000.00 论文审稿及版面费 0.00 5000.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 5000.00 0.00 5000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 15000.00 10000.00 5000.00
结束