通过抑制NF-κB信号通路和毒力因子,艾叶总提取物、其总黄酮类化合物及欧帕替林可减轻幽门螺杆菌引起的胃损伤
《Journal of Ethnopharmacology》:Amelioration of
Helicobacter pylori-induced gastric injury by
Artemisia argyi Folium total extract, its total flavonoids, and eupatilin through suppression of NF-κB signaling and virulence factors
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时间:2025年11月24日
来源:Journal of Ethnopharmacology 5.4
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艾叶黄酮类化合物抑制幽门螺杆菌感染及NF-κB信号通路研究。摘要显示总提取物AT、富集黄酮片段AF及活性单体Eupatilin通过抑制NF-κB通路及CagA/VacA毒力因子显著降低幽门螺杆菌感染 rat模型胃黏膜损伤,同时证实其抗炎抗氧化活性。
本研究由张常伟、杜开城、谭 Bowen、钟高卓、邵朱涛、胡高生、王雨萌和孟大利共同完成,旨在探讨黄花蒿叶中富含的黄酮类化合物及其活性单体 eupatilin 在治疗幽门螺杆菌感染方面的潜力。黄花蒿是一种广泛分布于东亚地区的草本植物,其药用历史可追溯至中国2000多年前。在传统医学中,黄花蒿被用于治疗胃部疾病,如胃炎和胃溃疡,其主要功效包括温中散寒、行气止痛、祛湿解表等。此外,黄花蒿还常用于制作绿色米团、点心和草药茶等传统食品,这进一步表明其在日常生活中的重要性。
研究的背景是幽门螺杆菌感染作为一种全球性的健康问题,影响了世界近一半的人口,并与多种胃部疾病密切相关,如胃黏膜损伤、慢性胃炎、消化性溃疡以及胃癌的发生。幽门螺杆菌通过其毒力因子(如CagA和VacA)与宿主的免疫反应相互作用,导致炎症反应和黏膜损伤的持续发生。这些毒力因子的激活进一步触发NF-κB信号通路,促进促炎因子的表达,形成一个循环,最终可能导致胃癌的发生。因此,寻找能够有效抑制幽门螺杆菌毒力因子和宿主炎症反应的治疗手段,成为当前医学研究的重要方向。
目前,幽门螺杆菌的治疗主要依赖于抗生素联合疗法,但随着抗生素耐药性的增加,以及治疗过程中可能出现的不良反应和高复发率,这些疗法的长期效果受到了严重限制。同时,联合用药需要同时服用多种药物,这不仅增加了患者的依从性负担,还可能影响治疗效果。因此,探索天然产物中提取的活性成分作为替代或辅助治疗策略,具有重要的临床意义。特别是那些能够同时具有杀菌和抗炎作用的单一药物,有助于提高患者治疗的依从性,并减少治疗过程中的副作用。
黄花蒿作为一种传统的草药,其黄酮类化合物在抗炎、抗氧化和抗菌方面表现出显著的活性。研究表明,黄花蒿中含有多种生物活性成分,包括萜类、黄酮类、酚酸类和多糖等。其中,黄酮类化合物被认为是黄花蒿的主要活性成分,尤其是富含甲氧基的黄酮类化合物,如eupatilin(EUP),因其多种生物活性而备受关注。EUP 是黄花蒿中一种典型的黄酮类化合物,具有多个甲氧基基团,被用作该植物的质量标志。此外,EUP 在体外实验中表现出直接的抗幽门螺杆菌活性,并能够通过抑制CagA的转移和NF-κB信号通路来减轻幽门螺杆菌感染引起的炎症反应。
尽管已有大量关于黄花蒿黄酮类化合物的研究,但目前的证据主要局限于体外模型,尚未在体内实验中明确验证其对幽门螺杆菌感染的治疗效果。此外,关于NF-κB信号通路的抑制如何影响幽门螺杆菌毒力因子表达的体内机制仍不清晰。因此,本研究提出假设:黄花蒿中富含的黄酮类成分及其活性单体EUP,能够通过抑制NF-κB信号通路并调节关键的幽门螺杆菌毒力因子表达,从而减轻幽门螺杆菌引起的胃部损伤。
为了验证这一假设,本研究首次在一个统一的实验框架内,对黄花蒿的总提取物(AT)、黄酮类富集物(AF)以及活性单体EUP进行了直接比较分析。研究内容包括评估其抗菌、抗氧化、抗炎以及对胃黏膜的保护作用。通过体外实验和体内实验相结合的方式,我们希望为基于黄花蒿的新型抗幽门螺杆菌药物的开发提供坚实的理论基础。
在实验方法方面,我们采用了超高效液相色谱-四级杆-质谱联用技术(UPLC-QE-MS)对黄花蒿叶的黄酮类成分进行分析。此外,我们通过ABTS和DPPH实验评估了其抗氧化活性,并通过RAW264.7和GES-1细胞模型评估了其抗炎效果。为了测定其抗菌活性,我们采用了最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)的方法。同时,我们还通过SD大鼠模型,评估了黄花蒿叶提取物、黄酮类富集物和EUP在治疗幽门螺杆菌感染和胃黏膜损伤方面的体内效果。
研究结果显示,黄酮类富集物(AF)含有显著高于总提取物(AT)的黄酮类成分,其黄酮含量达到了86.6%。AF表现出比AT更强的体外抗氧化活性,这在ABTS和DPPH实验中得到了验证,其IC50值分别为50.83 ± 2.071 μg/ml和133.8 ± 2.739 μg/ml。此外,AF还表现出显著的抗幽门螺杆菌活性,其MIC值为320 μg/ml。而活性单体EUP的抗菌活性更为显著,其MIC值为16–32 μg/ml。在体内实验中,所有治疗组(AT、AF、EUP)均显著降低了胃部细菌负荷和溃疡面积,例如EUP高剂量组的溃疡抑制率达到87.50%,p < 0.001。同时,这些治疗显著降低了血浆中幽门螺杆菌毒力因子(如CagA和VacA)和促炎因子(如IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α)的水平,改善了胃部损伤,增强了抗氧化酶(如SOD)的活性,并降低了氧化应激(如MPO和MDA)。
从机制上分析,黄花蒿提取物和EUP通过抑制NF-κB信号通路,减轻了幽门螺杆菌引起的炎症反应和溃疡形成。这一发现与现代医学对幽门螺杆菌致病机制的理解相吻合,即幽门螺杆菌通过其毒力因子激活宿主的NF-κB信号通路,进而促进促炎因子的表达,导致胃黏膜的持续损伤。因此,黄花蒿提取物和EUP的治疗作用可能源于其对幽门螺杆菌毒力因子和宿主炎症反应的双重抑制。
此外,本研究还探讨了黄花蒿提取物和EUP在治疗幽门螺杆菌感染中的应用潜力。通过体外实验和体内实验相结合,我们发现这些提取物不仅能够直接抑制幽门螺杆菌的生长,还能通过调节其毒力因子的表达,减少炎症反应,从而保护胃黏膜。这些结果表明,黄花蒿及其活性成分EUP在治疗幽门螺杆菌感染方面具有重要的临床价值。
在研究过程中,我们采用了多种实验手段,包括细胞培养、动物实验和分子生物学技术。通过使用RAW264.7和GES-1细胞模型,我们评估了黄花蒿提取物和EUP的抗炎效果,并通过Western blotting和qPCR技术分析了其作用机制。这些技术的应用有助于我们更深入地理解黄花蒿提取物和EUP在抑制幽门螺杆菌感染和减轻胃部损伤中的作用路径。
在植物材料方面,本研究使用的黄花蒿叶样品于2021年5月在中国湖北省采集,并由高生教授进行鉴定。标本编号为AY-2021929,并存放在沈阳药科大学中药学院。在化学试剂和实验材料方面,我们使用了多种标准试剂,包括芦丁、抗坏血酸、ABTS、DPPH、TPTZ、奥美拉唑、克拉霉素、阿莫西林和脑心浸液(BHI)等。这些试剂和材料的选择确保了实验的准确性和可靠性。
在提取方法方面,我们对黄花蒿叶进行了三次回流提取,每次提取2小时,使用70%的乙醇-水溶液作为溶剂。提取后的样品通过真空浓缩和干燥,得到了总提取物AT(135.6克,占干材料重量的5.42%)。随后,我们使用聚酰胺柱层析法对AT进行进一步分离,采用甲醇-水梯度洗脱(20:80、40:60、60:40、80:20)的方法,以获得黄酮类富集物AF。这一提取过程的优化确保了黄酮类成分的高效富集,为后续的体外和体内实验提供了高质量的样品。
在讨论部分,我们进一步分析了黄花蒿中黄酮类化合物的生物活性及其在治疗幽门螺杆菌感染中的作用机制。研究表明,黄酮类化合物,尤其是富含甲氧基的黄酮类化合物,如EUP,在抗炎、抗氧化和抗菌方面表现出显著的活性。EUP作为黄花蒿中的特征性黄酮类化合物,其抗菌活性在体外实验中得到了验证,并且能够通过抑制CagA的转移和NF-κB信号通路来减轻炎症反应。这些发现进一步支持了黄花蒿提取物和EUP在胃部保护中的作用,表明它们能够通过调节炎症和氧化应激来改善胃部健康。
在结论部分,我们总结了本研究的主要发现:黄花蒿叶的总提取物(AT)、黄酮类富集物(AF)以及活性单体EUP能够通过多种机制保护胃部免受由其引起的损伤。这些机制包括直接的抗菌活性、对关键毒力因子的抑制以及对宿主NF-κB信号通路的调控。这些结果不仅验证了黄花蒿在传统医学中的应用价值,还为其作为新型抗幽门螺杆菌药物的开发提供了坚实的理论基础。
此外,本研究还强调了黄花蒿在胃部健康中的重要性。作为一种传统草药,黄花蒿在治疗胃部疾病方面具有广泛的应用,并且其活性成分EUP在体外和体内实验中均表现出显著的治疗效果。这些发现不仅丰富了我们对黄花蒿药理作用的理解,还为其在现代医学中的应用提供了新的视角。
在伦理审批方面,本研究的所有动物实验均符合中国国家法律法规以及国际标准。研究获得了沈阳药科大学动物伦理委员会的批准,批准号为SYPU-IACUC-C2021-12-3-213。同时,所有参与研究的人员均在研究开始前签署了知情同意书,确保了实验的伦理合规性。
在竞争利益声明方面,作者声明他们没有已知的与本研究相关的竞争性财务利益或个人关系,这确保了研究的客观性和科学性。
最后,本研究得到了多项基金的支持,包括国家自然科学基金(项目编号:82574289)、辽宁省教育厅科学基金(项目编号:L212510163008)以及辽宁省博士科学基金(项目编号:2025-BS-729、2025-BS-745)。这些资金的投入为研究的顺利进行提供了必要的保障,并支持了研究团队在实验设计、数据采集和分析等方面的工作。
综上所述,本研究通过系统的实验分析,验证了黄花蒿叶提取物及其活性成分EUP在治疗幽门螺杆菌感染方面的潜力。这些发现不仅丰富了我们对黄花蒿药理作用的理解,还为其在现代医学中的应用提供了坚实的理论基础。同时,研究也强调了在寻找新型抗幽门螺杆菌药物过程中,探索天然产物中提取的活性成分的重要性。通过结合传统医学和现代科学,我们希望为胃部疾病的治疗提供新的思路和方法。
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