石斛多糖通过“肠-血-视网膜”轴改善糖尿病大鼠视网膜炎症微环境的多组学研究

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:International Journal of Biological Macromolecules 7.7

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  本研究针对2型糖尿病(T2D)及其并发症糖尿病视网膜病变(DR)的防治难题,遵义医科大学团队通过多组学技术系统探究了石斛多糖(DNP)通过调控肠道菌群-代谢物-视网膜炎症微环境的“肠-血-视网膜”轴机制。研究发现DNP能显著改善高血糖、修复肠道屏障、降低Firmicutes/Bacteroidota比值、抑制TLR4/NF-κB通路,最终缓解视网膜炎症。该研究为基于肠道微生态干预的DR防治提供了新策略。

  

在全球糖尿病肆虐的背景下,糖尿病视网膜病变(DR)作为最棘手的微血管并发症,正悄然剥夺数百万人的视力。尽管现有抗VEGF药物和激光治疗能延缓病情,但多数患者就诊时已错过黄金干预期。更令人忧心的是,持续高血糖引发的视网膜慢性炎症如同“沉默的杀手”,通过复杂的代谢紊乱和免疫失调逐步摧毁视觉功能。近年来,“肠-视网膜”轴理论的兴起为破解这一难题提供了新视角——肠道菌群失调可能通过代谢物泄漏直接参与DR的发生发展。

遵义医科大学的研究团队将目光投向传统中药石斛的核心活性成分——石斛多糖(DNP)。这种源自兰科植物的天然大分子已被证实具有降糖、调脂等多重功效,但其对DR的干预机制仍是未解之谜。研究人员创新性提出“肠-血-视网膜”轴假说,认为DNP可能通过重塑肠道微生态平衡,阻断有害代谢物的全身扩散,从而保护视网膜免受炎症风暴侵袭。

研究采用高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)诱导的T2D大鼠模型,通过50/100/200 mg/kg三个剂量梯度评估DNP疗效。技术路线涵盖16S rRNA测序分析肠道菌群、LC-MS非靶向代谢组学检测粪便/血清代谢物、RNA-seq解析视网膜转录组等关键技术。特别值得注意的是,队列设计纳入了健康对照组、糖尿病模型组和DNP干预组,确保数据可比性。

DNP改善糖尿病大鼠一般状况
通过8周干预发现,200 mg/kg DNP组大鼠随机血糖(RBG)从峰值28.6 mmol/L降至11.3 mmol/L,体重回升率达83%。糖化血红蛋白(HbA1c)显著降低,提示DNP具有持续降糖效果。

重塑肠道菌群生态
DNP使糖尿病大鼠肠道Firmicutes/Bacteroidota比值从7.2降至2.8,恢复至接近正常水平(1.9)。特别促进产短链脂肪酸菌如Bacteroides vulgatus增殖,其相对丰度提升3.1倍。

修复肠道屏障功能
透射电镜显示DNP组肠上皮紧密连接蛋白ZO-1表达量恢复至对照组的89%,血清脂多糖(LPS)水平降低62%,证实“肠漏”现象得到有效控制。

调控代谢物网络
DNP显著降低粪便和血清中支链氨基酸(BCAA)含量(如亮氨酸下降41%),同时提升马尿酸代谢水平2.7倍。这些变化与视网膜炎症因子IL-1β降低呈显著负相关。

抑制视网膜TLR4/NF-κB通路
转录组分析揭示DNP下调TLR4表达达68%,阻断NF-κB核转位,最终使视网膜中TNF-α、IL-6等促炎因子表达量降低55%-72%。

这项发表于《International Journal of Biological Macromolecules》的研究首次系统阐释了DNP通过多靶点调控“肠-血-视网膜”轴的作用机制。其创新价值在于:从治疗角度看,为DR早期干预提供了可口服、低毒性的天然候选药物;从机制层面,建立了肠道菌群代谢-循环系统-视网膜病变的完整证据链;从转化医学角度,提出的BCAA、马尿酸等代谢标志物有望用于DR无创筛查。

研究也存在若干局限:动物模型无法完全模拟人类DR漫长病程;未阐明DNP具体活性成分与菌群的互作细节。未来研究可结合宏基因组测序进一步解析功能菌株,并通过类器官模型验证关键靶点。这项成果不仅为中医药现代化研究提供了范本,更启示我们:在糖尿病并发症防治中,肠道或许正是那个“牵一发而动全身”的战略要地。

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