青花椒总生物碱通过重塑肠道微环境及抑制TLR4/NF-κB通路缓解溃疡性结肠炎的作用机制研究

本研究针对溃疡性结肠炎（UC）现有治疗药物副作用大、缓解率低的问题，探讨了青花椒总生物碱（TAZS）通过调控肠道菌群-代谢物微环境平衡并抑制TLR4/NF-κB炎症通路，有效缓解DSS诱导的小鼠结肠炎症状、修复肠道屏障、抑制炎症因子表达，为膳食干预UC提供了新的理论依据和潜在应用策略。

　　

溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis, UC）是一种慢性复发性炎症性肠病，近年来全球发病率持续攀升。患者常表现为腹痛、腹泻、血便和体重减轻，结肠组织出现炎症损伤、屏障功能破坏等病理特征。临床一线药物如5-氨基水杨酸和磺胺吡啶虽广泛应用，但存在缓解率有限、副作用明显等问题。因此，开发高效低毒的新型UC干预策略成为当前研究的重点。

肠道微环境失衡被认为是UC发生发展的关键因素，其中包括肠道菌群紊乱、微生物代谢物异常以及免疫反应失调。Toll样受体4（Toll-like receptor 4, TLR4）/核因子κB（Nuclear Factor κB, NF-κB）信号通路的异常激活可促进白细胞介素1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）等促炎细胞因子释放，加剧肠黏膜损伤。此外，肠道菌群中厚壁菌门（Firmicutes）与拟杆菌门（Bacteroidota）比例下降、微生物多样性降低，以及丁酸盐等有益代谢物减少，也与UC病情密切相关。

青花椒（Zanthoxylum schinifolium Siebold & Zucc, ZS）既是传统调味香料，也是一味历史悠久的中药，具有镇痛、抗感染、抗炎和抗氧化等多种药理活性。其总生物碱（Total Alkaloids of Zanthoxylum schinifolium, TAZS）被认为是主要活性成分，然而TAZS是否对UC具有保护作用尚未明确。为此，来自成都大学的研究团队在《Journal of Functional Foods》发表论文，深入探讨了TAZS在DSS诱导的小鼠UC模型中的改善效果及其作用机制。

本研究主要采用以下关键技术方法：通过超声辅助乙醇提取和酸碱纯化制备TAZS，利用UPLC-Q-TOF/MS鉴定其化学成分；建立DSS诱导的小鼠UC模型，设置对照组、DSS模型组及TAZS低（40 mg/kg）、中（80 mg/kg）、高（160 mg/kg）剂量干预组；通过疾病活动指数（DAI）评分、结肠长度测量、苏木精-伊红（H&E）和阿利新蓝（AB）染色评估结肠炎症和屏障损伤；采用ELISA和qRT-PCR检测炎症因子蛋白与基因表达；Western blot分析TLR4/NF-κB通路关键蛋白；通过16S rRNA测序分析肠道菌群组成，非靶向代谢组学技术检测肠道微生物代谢物，并联合进行微生物-代谢物相关性分析。

3.1. TAZS的化学成分分析

TAZS中总生物碱含量为84.5%，经UPLC-Q-TOF/MS鉴定出11种化合物，包括Zanthoxylumamide A、C、奎宁酸（Quercetin）、马兜铃碱（Magnoflorine）等，表明TAZS富含多种生物碱类成分，为其生物活性提供物质基础。

3.2. TAZS缓解结肠炎症状并抑制炎症

TAZS（80 mg/kg）处理显著 ameliorated DSS引起的小鼠体重下降、结肠缩短和DAI评分升高，改善结肠组织病理损伤，减少炎性细胞浸润，并显著降低结肠中IL-1β、IL-6、TNF-α的蛋白和基因表达水平，表明确具抗结肠炎作用。

3.3. TAZS attenuates DSS-induced intestinal barrier impairment

DSS模型组小鼠结肠黏液层厚度减少、杯状细胞数量下降、紧密连接蛋白Occludin和ZO-1表达显著下调，而TAZS干预后这些指标均得到明显恢复，表明显著增强肠道屏障完整性。

3.4. TAZS调节UC小鼠肠道菌群

16S rRNA测序显示，DSS处理导致肠道菌群Alpha多样性（Shannon、Simpson、ACE、Chao1指数）下降，厚壁菌门/拟杆菌门（F/B）比值降低，Muribaculaceae科和Clostridiales bacterium CIEAF-020富集，而Lachnospiraceae科、Dubosiella newyorkensis和Adlercreutzia mucosicola减少。TAZS（80 mg/kg）干预逆转上述菌群紊乱，恢复微生物群落结构。

3.5. TAZS对UC小鼠肠道微生物代谢物的调节

非靶向代谢组学共鉴定到5301种代谢物，DSS引起712种代谢物上调和1536种下调。TAZS显著影响氨基酸代谢、有机酸及游离脂肪酸通路，上调L-亮氨酸（L-Leucine）、鸟氨酸（Ornithine）、DL-丝氨酸（DL-serine）、异阿魏酸（Isoferulic acid, IFA）、二氢阿魏酸（Dihydroferulic acid）、灵芝酸A（Ganoderic acid A, GAA）、9-十六碳烯酸（9-Hexadecenoic acid）和十五烷酸（Pentadecanoic acid），下调硬脂酸（Stearidonic acid, SA），这些代谢物多数与抗炎、抗氧化和屏障修复相关。

3.6. 肠道微生物与代谢物的相关性分析

Pearson相关分析显示，Firmicutes与DL-丝氨酸、3-羟基大尿氨酸（3-Hydroxykynurenine）、9-十六碳烯酸呈正相关；Clostridiales与多种氨基酸代谢物正相关；Dubosiella与某些脂肪酸负相关，表明TAZS通过协同调节菌群-代谢物网络发挥抗炎作用。

3.7. TAZS通过抑制TLR4/NF-κB通路缓解UC

Western blot结果表明，DSS显著激活TLR4/NF-κB通路，上调TLR4、磷酸化NF-κB（p-NF-κB）及p-NF-κB/NF-κB比值，TAZS干预抑制该通路异常活化，从而减少下游促炎因子表达，证实TAZS通过TLR4/NF-κB轴抑制结肠炎症。

本研究结论表明，TAZS能够通过多途径缓解DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎：一方面直接抑制TLR4/NF-κB信号通路活化，降低IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子表达；另一方面通过重塑肠道微环境，恢复菌群平衡、促进有益微生物代谢物产生，间接抑制炎症反应并增强肠道屏障功能。其中，TAZS中剂量（80 mg/kg）效果最为显著。

该研究不仅首次系统揭示TAZS抗UC的活性与机制，也为青花椒生物碱作为功能性膳食成分或药物先导分子用于UC防治提供了重要理论依据和实验数据。未来研究可进一步聚焦TAZS中关键生物碱单体的贡献及其临床转化潜力。