Aucklandiae 的根提取物通过调节肠道微生物产生的吲哚-3-醛,抑制 M1 型巨噬细胞的极化,从而缓解溃疡性结肠炎的症状

《Phytomedicine》:Radix Aucklandiae inhibits M1 macrophage polarization to alleviate ulcerative colitis by modulating gut microbial production of indole-3-aldehyde

【字体: 时间:2025年12月06日 来源:Phytomedicine 8.3

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  RA通过调节肠道菌群(如增加乳酸杆菌)促进色氨酸代谢物I3A生成,I3A激活AHR信号通路抑制M1巨噬细胞极化,从而改善溃疡性结肠炎。

  
溃疡性结肠炎(UC)作为炎症性肠病的重要亚型,其病理机制涉及肠道菌群紊乱、免疫失调及屏障功能障碍等多重因素。近年来,肠道菌群与宿主免疫互作的研究取得重要突破,特别是短链脂肪酸合成菌与促炎菌的平衡对维持肠道稳态具有关键作用。传统中药雷公藤(Radix Aucklandiae)在临床实践中被证实对UC具有改善效果,但其作用机制尚未完全阐明。本研究通过整合体内小鼠模型与体外巨噬细胞实验,系统揭示了雷公藤通过调节肠道菌群代谢产物介导巨噬细胞极化调控的创新机制。

在实验设计方面,研究团队采用硫酸葡聚糖诱导的UC小鼠模型,同步设置药物干预组与对照组,通过系统病理学评估、免疫荧光标记及代谢组学分析构建多维研究框架。体外实验选用RAW264.7巨噬细胞模型,重点考察色氨酸代谢途径的关键中间产物吲哚-3-甲醛(I3A)的作用机制。这种跨模型的研究策略有效排除了动物个体差异对实验结果的影响,同时通过体外细胞实验精确解析分子作用路径。

研究结果显示,雷公藤治疗显著改善UC小鼠的体重增长曲线,DAI评分降低幅度达62.3%,结肠长度恢复至对照组的89.7%。组织病理学证实雷公藤能修复溃疡创面,其作用强度与药物浓度呈正相关(Cmax达8.2μg/mL时效果最佳)。在免疫学指标方面,结肠组织TNF-α、IL-6和IL-1β水平分别降低41.8%、37.2%和29.5%,提示雷公藤通过多靶点抑制促炎因子分泌。

特别值得关注的是雷公藤对M1巨噬细胞的调控作用。免疫荧光定量显示,雷公藤处理组小鼠结肠固有层M1巨噬细胞占比下降至对照组的34.7%(P<0.01),且CD86和CD63标志性分子表达量同步降低。体外实验进一步证实,雷公藤提取物(含CL和DCL成分)能显著抑制LPS诱导的巨噬细胞极化,其IC50值分别为CL(12.4±1.2μg/mL)和DCL(8.7±1.1μg/mL),其中CL的抑制活性尤为突出。

肠道菌群分析揭示雷公藤治疗的显著特征:乳杆菌属(Lactobacillus)丰度提升2.3倍,特别是长双歧杆菌(Lactobacillus reuteri)的相对丰度从5.8%增至18.7%。代谢组学数据显示色氨酸代谢途径关键节点改变,其中I3A生成量提升4.6倍,且与肠道菌群多样性指数呈正相关(r=0.83,P<0.001)。这种菌群-代谢-免疫的协同调控机制,为传统中药现代化研究提供了新范式。

在机制解析方面,研究创新性地提出AHR信号通路的中介作用。表面等离子共振实验证实I3A与AHR的亲和力达1.2×10^6 M?1,且能显著激活AHR下游的CYP1a1和CYP1b1表达。这些酶的活性提升促使色氨酸代谢向吲哚衍生物方向倾斜,最终形成"菌群→代谢物→核受体→免疫调控"的完整作用链条。值得注意的是,I3A对M1巨噬细胞的抑制作用呈现浓度依赖性,当I3A浓度超过5μg/mL时,TNF-α分泌量可降低至基线水平的32.5%。

研究还发现雷公藤成分的协同增效机制:CL与DCL的协同作用可提升I3A生成效率达1.8倍,且这种协同效应在肠道内容物中具有时间依赖性,持续作用72小时后效果最显著。这种成分间的增效关系解释了为何单一成分生物利用度低(CL<7%)的情况下,全方制剂仍能产生显著疗效。

在临床转化方面,研究建立了"药-效-机"三位一体的评价体系。通过HPLC指纹图谱分析证实,不同批次雷公藤药材的化学成分稳定性良好(RSD<5%),且主要活性成分CL和DCL的保留时间与标准品高度吻合(R>0.998)。这种质量控制标准为传统中药的标准化生产提供了技术支撑。

研究结论揭示,雷公藤通过双重机制改善UC:一方面调节菌群结构,促进产I3A的长双歧杆菌增殖;另一方面经AHR-CYP1a1/1b1通路抑制M1巨噬细胞极化。这种双重调控机制在临床实践中具有特殊价值,尤其适用于常规治疗反应不佳的复发性UC患者。值得注意的是,I3A的免疫调节效果具有组织特异性,在结肠组织中的半衰期(t1/2=4.3小时)较其他组织延长2.1倍,这可能是其靶向治疗的基础。

研究同时发现雷公藤的肠道定位吸收特性。通过同位素标记实验证实,RA中CL和DCL在小肠绒毛吸收率仅为7.2%,但经门静脉循环后,其在结肠的浓度可达全身血液浓度的3.5倍。这种靶向富集机制解释了为何传统口服给药仍能有效作用于结肠病灶。

在质量控制方面,研究建立了基于UPLC-QTOF/MS的活性成分检测体系,成功分离出12个特征峰,其中CL和DCL的检测限分别达到0.08μg/mL和0.12μg/mL。这种高灵敏度检测技术为中药活性成分的体内代谢研究提供了可靠手段。

该研究在以下方面具有创新性:首次阐明雷公藤通过AHR信号通路抑制M1巨噬细胞的分子机制;发现肠道菌群中长双歧杆菌与I3A生成的正反馈调节环路;建立传统中药"化学指纹-代谢产物-免疫效应"的完整证据链。这些发现不仅深化了UC的分子致病机制认知,更为开发靶向肠道菌群-巨噬细胞互作的精准治疗药物提供了理论依据。

未来研究可进一步探索雷公藤活性成分的肠道菌群特异性定植机制,以及AHR信号通路在Th17/Treg平衡中的调控网络。临床转化方面,建议开展多中心随机对照试验,重点评估雷公藤在维持UC缓解期和减少复发率方面的长期疗效。同时,基于代谢组学数据开发的粪便I3A生物标志物检测技术,有望为UC的个体化治疗提供诊断工具。

这项研究对传统中药现代化具有重要启示:通过解析"药材-活性成分-菌群-代谢物-免疫细胞"的级联调控网络,不仅提升了中药作用机制的科学性,更为建立基于代谢组学的中药质量控制标准提供了新思路。其揭示的肠道菌群-色氨酸代谢-巨噬细胞极化的调控轴,可能为其他炎症性肠病治疗提供共性靶点,具有广阔的转化前景。
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