《International Immunopharmacology》：Combined metabolomics and gut microbiota analysis reveals the protective effects of α-monoglucosyl rutin against cyclophosphamide-induced intestinal injury
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α-GR通过调节肠道屏障、菌群及炎症通路减轻环磷酰胺诱导的结肠损伤，具有抗氧化和抗炎作用。
Jing Tian|Feng Xiao|Yezhu Xu|Yuen Chen|Chenli He|Su Jiang|Yunping Tang
浙江海洋大学食品与药学院，中国舟山316022
摘要
α-单葡萄糖基芦丁（α-GR）是一种经过结构优化的芦丁衍生物，其较高的水溶性和生物利用度可能有助于其在体内发挥更好的药理作用。本研究探讨了α-GR对环磷酰胺（CTX）诱导的小鼠结肠损伤的保护作用及其潜在机制。结果表明，α-GR显著降低了血清中的脂多糖（LPS）和二胺氧化酶（DAO）水平，有效减轻了CTX暴露引起的结肠组织病理损伤。此外，α-GR通过促进分泌型免疫球蛋白A（sIgA）的分泌和上调紧密连接蛋白（Claudin-1和ZO-1）的表达来维持肠上皮细胞的完整性，同时降低了结肠中的促炎因子和氧化应激水平。在肠道微生物群方面，16S rRNA基因测序和代谢组学分析显示，α-GR能够有效逆转CTX引起的肠道代谢紊乱和微生物群结构变化，促进有益细菌（如Muribaculaceae、Bacteroides和Alloprevotella）的生长，并减少病原菌（如Desulfovibrio）的相对丰度，同时揭示了它们之间的复杂关联。在机制研究方面，α-GR通过调节TLR4/NF-κB和Nrf2/HO-1通路进一步减轻了肠道损伤。这为开发治疗CTX相关肠道毒性的功能性膳食补充剂提供了新的思路。
引言
肠道不仅是消化和吸收营养的关键部位，也是人体中最复杂的免疫器官[1]。作为机体与外部环境接触面积最大的生物界面，肠道每天必须应对大量的食物抗原和微生物刺激[2,3]。其屏障功能的完整性对于抵抗病原体和维持体内稳态至关重要。肠道屏障是一个由机械屏障、化学屏障、免疫屏障和微生物屏障组成的多层防御系统，这些屏障之间的相互作用共同防止有害物质侵入[4]。然而，当屏障结构和功能受损时，肠道通透性显著增加，使得细菌和它们产生的脂多糖（LPS）等物质渗透到血液中，从而引发肠道感染甚至全身炎症反应[5,6]。
环磷酰胺（CTX）是一种经典的烷化化疗药物，在临床应用中常会引起严重的胃肠道毒性，因为它会直接损害肠道黏膜上皮的完整性，破坏屏障功能，并引发氧化应激和炎症反应，加剧组织损伤[7, [8], [9]]。黄酮类化合物是植物中广泛存在的天然多酚类次级代谢物，其通过饮食摄入调节肠道微生物群与机体健康密切相关[10,11]。黄酮类化合物在炎症性肠病（IBD）中表现出显著的肠道保护作用，主要通过抑制氧化应激、调节Nrf2和NF-κB通路、增强肠道黏膜屏障完整性和调节免疫反应来实现[12,13]。然而，由于黄酮类化合物的水溶性差、生物利用度低以及缺乏组织特异性靶向性，其治疗效果常常受到限制，这些因素共同限制了其在体内的有效递送和药理效果[14]。因此，酶促糖基化已成为一种有前景的策略，用于修饰黄酮类化合物的结构，以改善其理化性质，相关研究正在进一步阐明糖基化衍生物的生物活性[15,16]。
α-单葡萄糖基芦丁（α-GR）是通过糖基转移酶催化的糖基化反应生成的结构修饰产物。这种修饰显著提高了其水溶性和体内吸收率[17,18]。研究表明，α-GR通过调节血清瘦素和胃抑制多肽的水平，有效抑制高脂饮食引起的内脏脂肪积累，从而发挥抗肥胖作用[19]。此外，α-GR还能激活身体的抗氧化防御系统，减轻糖尿病引起的组织糖基化反应，降低心血管疾病的风险[20,21]。在由偶氮甲烷诱导的大鼠结肠癌模型中，α-GR也表现出一定的化学预防作用[22]。然而，目前尚无关于α-GR对CTX诱导的结肠损伤的保护作用的报道。
在本研究中，我们建立了小鼠CTX诱导的肠道损伤模型，并通过评估生理、生化和肠道屏障完整性参数来评估α-GR的治疗效果。为阐明其作用机制，我们使用16S rRNA测序和非靶向代谢组学方法分析了肠道微生物群的组成、多样性和结肠内容物中的关键代谢通路。此外，还进行了免疫荧光染色，以确定TLR4/NF-κB和Nrf2/HO-1通路中关键蛋白的表达水平。我们的发现为α-GR对CTX诱导的肠道损伤的保护作用提供了新的见解，支持其作为胃肠道健康膳食补充剂的潜在应用。
试剂和化学品
α-GR由我们实验室制备，纯度为98.33%，通过HPLC测定。CTX（纯度≥97%）购自Aladdin（中国上海）。二胺氧化酶（DAO）、过氧化氢酶（CAT）、总超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和丙二醛（MDA）检测试剂盒由Jiancheng（中国南京）提供。LPS检测试剂盒购自Bioendo（中国厦门）。Elabscience（中国武汉）提供了免疫球蛋白A（sIgA）的ELISA试剂盒。
α-GR减轻CTX诱导的肠道屏障损伤
肠道屏障是维持人类健康的核心防线，能够通过选择性通透作用隔离病原体和毒素，确保营养吸收和免疫稳态[27]。因此，我们使用不同剂量的α-GR（图1A）来评估其对肠道屏障完整性的影响。目前，LPS和DAO常被用作检测肠道黏膜屏障功能的生物标志物。当肠道屏障受损时，肠道黏膜的通透性会增加
结论
总之，我们的研究结果表明，α-GR通过抑制促炎细胞因子的产生、减少氧化应激（表现为MDA水平下降）以及增强结肠组织中的抗氧化酶活性，有效保护肠道屏障免受CTX的损伤。这些发现表明，α-GR具有显著的抗炎和抗氧化作用，其效果优于等摩尔量的葡萄糖和芦丁组合。
CRediT作者贡献声明
Jing Tian：撰写初稿、方法学设计、实验实施、数据分析。Feng Xiao：数据分析、数据管理。Yezhu Xu：方法学设计、数据分析。Yuen Chen：数据分析。Chenli He：方法学设计、数据分析。Su Jiang：资源获取、数据分析。Yunping Tang：撰写、审稿与编辑、资金争取。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本工作得到了中国浙江省自然科学基金（项目编号：LTGD23D060001）的资助。
