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肠道微生物源性芳香族微量胺介导中药CDD-2101治疗功能性便秘的个体差异机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Pharmacological Research 9.1
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针对功能性便秘(FC)现有疗法疗效有限且副作用显著的问题,香港浸会大学团队通过临床队列与动物实验,揭示中药CDD-2101通过富集产芳香族微量胺(ATA)的肠道菌群(如Ruminococcus gnavus),激活TAAR1-5-HT轴改善肠道动力。该研究发表于《Pharmacological Research》,为FC的微生物-代谢物-宿主互作机制提供新靶点,并开创"益生菌-中药"联合治疗新策略。
背景与挑战
功能性便秘(FC)困扰着全球约14%的人群,其特征是排便频率降低和粪便硬化,严重影响生活质量。当前主流药物如番泻叶(senna)虽能短期缓解症状,但长期使用可能导致肠道神经变性等副作用。更棘手的是,FC患者存在显著的个体疗效差异,这与其复杂的多因素发病机制相关——涉及肠道动力异常、肠神经系统失调以及近年备受关注的肠道菌群紊乱。
香港浸会大学的研究团队注意到,传统中药麻子仁丸(CDD-2101)在临床试验中展现出优于化学药物的持久疗效,但其作用机制尚未阐明。尤其有趣的是,CDD-2101对部分患者效果显著,而对另一些患者收效甚微,这种差异是否与肠道菌群介导的个体化代谢特征相关?这成为团队探索的核心科学问题。
技术方法
研究整合多组学技术与动物模型:1) 对CDD-2101治疗的FC患者队列(n=291)进行粪便宏基因组学和靶向代谢组学(LC-MS/MS)分析;2) 建立洛哌丁胺(loperamide)诱导的小鼠便秘模型,结合抗生素清除菌群实验;3) 采用粪菌移植(FMT)将患者菌群定植于无菌小鼠;4) 构建产ATA的工程化乳酸菌(L. caseiAADC+
);5) 离体器官浴槽实验评估结肠收缩性;6) 通过TAAR1拮抗剂EPPTB验证受体机制。
研究结果
3.1 肠道菌群缺失消除CDD-2101疗效
抗生素清除肠道菌群后,CDD-2101改善小鼠排便频率(下降42%)和粪便含水量(降低31%)的作用完全消失,证实其疗效依赖肠道微生物。
3.2 Ruminococcus gnavus的富集与疗效相关
在CDD-2101治疗有效的患者中,产ATA的细菌R. gnavus丰度增加2.3倍(p=0.0126),且与完全自发排便(CSBM)频率呈正相关(r=0.2912)。
3.3 外周5-HT水平升高
CDD-2101使患者粪便5-HT水平提升1.8倍(p=0.0115),血清5-HT增加2.1倍(p<0.0001),且5-HT/色氨酸比值显著升高,提示菌群可能通过促进色氨酸代谢调节5-HT合成。
3.4 粪便ATA含量变化
治疗有效组粪便中酪胺(tyramine)、色胺(tryptamine)和苯乙胺(phenylethylamine)分别增加1.5倍、1.7倍和1.3倍,其中酪胺与CSBM相关性最强(r=0.3580)。
3.5 酪胺富集菌群改善肠道动力
将高酪胺患者的粪菌移植给小鼠后,受体动物结肠推进时间缩短37%(p=0.0078),同时粪便5-HT水平升高2.2倍(p=0.0002)。
3.6 酪胺通过TAAR1调控5-HT合成
酪胺处理使便秘小鼠回肠TPH1(5-HT合成限速酶) mRNA表达增加1.4倍(p=0.0493),而TAAR1拮抗剂EPPTB可完全阻断该效应。离体实验显示25μM酪胺使结肠收缩幅度提高2.1倍。
3.8 工程菌协同增效
产ATA的L. caseiAADC+
与CDD-2101联用使小鼠肠道转运时间较单用缩短28%(p<0.05),展现"益生菌-中药"协同潜力。
结论与展望
该研究首次阐明CDD-2101通过调控R. gnavus-酪胺-TAAR1-5-HT轴改善FC的分子机制,为中医药"菌群-代谢物-宿主"互作网络提供直接证据。创新性体现在:1) 发现ATA作为微生物信使介导中药个体化疗效;2) 提出TAAR1作为FC治疗新靶点;3) 开发工程化益生菌增强治疗策略。
未来需优化ATA调控剂量以避免高血压等副作用,并探索其他菌群代谢物(如短链脂肪酸)的协同作用。该研究为开发基于"精准菌群调控"的下一代便秘疗法奠定基础,也为其他胃肠-脑轴疾病研究提供范式。
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