艾叶水提物通过调节肠道菌群-IL-17信号轴和铁死亡通路缓解溃疡性结肠炎的作用机制研究

《Scientific Reports》：Mechanism of Artemisia argyi Levl.et Vant. aqueous extract in alleviating dextran sulfate sodium-induced ulcerative colitis

本研究针对溃疡性结肠炎(UC)临床治疗面临的药物副作用大、易复发等难题，探讨了传统中药艾叶(Artemisia argyi Levl.et Vant., AAL)水提物对DSS诱导的UC小鼠模型的治疗作用。研究人员通过UHPLC-QE-MS非靶向代谢组学分析活性成分，结合16S rRNA测序、网络药理学和分子对接技术，发现AAL能显著改善结肠炎症，调节肠道菌群失衡，并通过抑制IL-17信号通路和调控铁死亡关键蛋白PTGS2/GPX4表达发挥协同治疗作用。该研究为AAL的临床应用提供了新的科学依据。

　　

溃疡性结肠炎(UC)是一种困扰全球数百万患者的慢性炎症性肠病，临床表现为腹痛、腹泻、血便等症状，其发病率随着生活方式和饮食结构的改变而逐年攀升。更令人担忧的是，这种疾病治愈率低、易复发，且长期患病会增加癌变风险，给患者生活带来沉重负担。当前临床主要采用抗炎药、免疫抑制剂和生物制剂进行治疗，但这些药物长期使用副作用明显、费用高昂，一旦停药极易复发，迫使医学界不断寻找更安全有效的替代疗法。

在这一背景下，传统中药展现出独特优势。艾叶(Artemisia argyi Levl.et Vant., AAL)作为中医常用药材，具有温经止痛、散寒止血的功效，现代药理学研究证实其具有抗炎、抗菌、抗氧化和免疫调节作用。然而，艾叶治疗UC的具体机制，特别是其对肠道微生物环境的影响，尚不明确。发表在《Scientific Reports》的这项研究正是针对这一科学问题展开的系统性探索。

研究团队采用多学科交叉的研究策略，主要关键技术包括：利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱(UHPLC-QE-MS)非靶向代谢组学分析AAL水提物活性成分；建立3%葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的UC小鼠模型进行体内药效评价；通过16S rRNA基因测序技术分析肠道菌群变化；结合网络药理学和分子对接预测并验证关键靶点；采用免疫组化(IHC)和蛋白质印迹(WB)等技术验证信号通路。

AAL可以缓解UC模型小鼠的结肠炎症

研究结果显示，AAL治疗能显著改善DSS诱导的UC小鼠体重下降、疾病活动指数(DAI)评分升高和结肠缩短等典型症状。组织病理学分析表明，AAL能有效减轻结肠组织炎症细胞浸润、黏膜上皮坏死脱落等病理损伤，改善胶原纤维沉积和杯状细胞数量，保护肠道屏障完整性。ELISA检测发现AAL可显著降低血清中IL-6、IL-1β、TNF-α等促炎因子水平，同时提升抗炎因子IL-10的表达。WB实验进一步证实AAL能抑制NF-κB信号通路的激活，降低p-p65 NF-κB/p65 NF-κB和p-IκBα/IκBα的比值。

AAL可以调节UC模型小鼠的肠道菌群结构

16S rRNA测序分析揭示了AAL对肠道微生物生态的显著调节作用。虽然α多样性分析显示各组间微生物多样性无显著差异，但β多样性分析表明AAL处理组的菌群结构更接近正常对照组。在科水平上，AAL能增加Muribaculaceae、Lachnospiraceae和Ruminococcaceae等有益菌的丰度；在属水平上，AAL可促进Lachnospiraceae_NK4A136和Dubosiella等有益菌的生长，同时抑制Bacteroides和Escherichia-Shigella等潜在致病菌的增殖。

肠道微生物组的组成和功能

LEfSe分析显示，模型组中Bacteroidaceae、Marinifilaceae等菌群显著富集，而AAL处理组中Firmicutes、Clostridiales、Lachnospiraceae等有益菌明显增多。PICRUSt功能预测分析表明，AAL能调节碳水化合物代谢、氨基酸代谢、辅因子和维生素代谢等多个微生物代谢通路，这些功能变化可能与UC的改善密切相关。

AAL靶点和功能预测

网络药理学分析从AAL中筛选出6种活性成分，对应48个UC治疗潜在靶点。蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络识别出TNF-α、IL-6、IL-1β、PTGS2(前列腺素内过氧化物合酶2)和ESR1(雌激素受体1)等12个关键靶点。GO和KEGG富集分析表明这些靶点主要富集于细胞凋亡正调控、上皮细胞凋亡过程调控等生物过程，以及IL-17信号通路、流体剪切应力与动脉粥样硬化等通路。

核心靶点与AAL特征成分的分子对接

分子对接结果显示，AAL的特征成分1,8-桉叶素和冰片与5个核心靶点均能形成稳定的复合物，且结合亲和力较高。1,8-桉叶素能与TNF-α蛋白的GLY-24和PRO-139形成氢键，与IL-6的ARG-30和TYR-31产生强疏水相互作用；冰片则能与TNF-α的ARG-6、IL-6的ASP-34等氨基酸残基形成氢键，这些分子层面的相互作用为AAL的治疗机制提供了结构基础。

AAL对IL-17信号通路和铁死亡的影响

免疫组化结果证实，AAL能剂量依赖性地下调IL-17A、IL-17RA、Act1和TRAF6等IL-17信号通路关键蛋白的表达，同时调控铁死亡相关蛋白PTGS2和GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶4)的表达，表明AAL通过多通路协同发挥治疗作用。

这项研究首次系统阐明了AAL通过"肠道菌群-IL-17信号轴-铁死亡通路"多维机制缓解UC的作用模式，不仅为中药现代化研究提供了范本，也为临床UC治疗提供了新的候选药物和理论依据。研究的创新点在于整合了传统中药理论与现代多组学技术，从化学成分鉴定、体内药效评价、微生物组分析到分子机制验证形成了完整证据链。尽管研究存在仅评估水提物、未考察灌肠给药方式等局限性，但为后续深入研究奠定了坚实基础，预示着中药在复杂疾病治疗领域的广阔前景。