天麻素通过富集Akkermansia muciniphila菌群及调控代谢产物改善DSS诱导的溃疡性结肠炎

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Phytomedicine 8.3

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  推荐:本研究针对溃疡性结肠炎(UC)肠道菌群失衡问题,揭示了传统中药天麻(G. elata)提取物及其活性成分天麻素(GAS)通过特异性富集Akkermansia muciniphila(A. muciniphila),上调葫芦素E(cucurbitacin E)和安特辛K(antcin K)等关键代谢物,形成"单体-菌群-代谢物"轴的新型治疗机制。研究采用16S rRNA测序和非靶向代谢组学技术,证实GAS通过调节肠道微生态和代谢通路显著改善结肠炎症状,为UC的微生物靶向治疗提供了新策略。

  

溃疡性结肠炎(UC)作为一种慢性肠道炎症性疾病,其发病率在全球范围内持续攀升,现有治疗药物存在成本高昂、副作用明显等局限性。近年来,肠道菌群失调被证实与UC的发生发展密切相关,这为开发新型治疗策略提供了突破口。传统中药天麻(Gastrodia elata Blume)在中医典籍中早有"平肝息风"的记载,其活性成分天麻素(gastrodin, GAS)虽已知具有抗炎作用,但能否通过调控肠道微生态改善UC尚属未知。

吉林大学人兽共患病研究教育部重点实验室的研究团队在《Phytomedicine》发表的研究,系统阐明了天麻提取物通过"活性成分-关键菌群-代谢产物"三级网络缓解UC的作用机制。研究采用DSS诱导的小鼠结肠炎模型,结合高效液相色谱(HPLC)分析、16S rRNA高通量测序、非靶向代谢组学和qPCR等技术,发现天麻水提物(WGE)和醇提物(EGE)中GAS含量分别达2.12%和1.41%,其治疗作用与临床一线药物5-ASA相当。

WGE/EGE治疗改善DSS诱导的小鼠结肠炎

通过建立2%DSS诱导的UC模型,发现中高剂量WGE/EGE能显著改善疾病活动指数(DAI),恢复结肠长度,增加杯状细胞数量,提升紧密连接蛋白ZO-1/occludin表达,降低IL-1β和TNF-α水平。

GAS被确认为天麻抗结肠炎的主要活性成分

组分筛选实验显示,GAS在改善结肠病理损伤、维持肠道屏障完整性方面效果最优。23.6 mg/kg剂量GAS治疗使结肠组织学评分降低67%,抗炎效果与5-ASA组无统计学差异。

肠道菌群介导GAS的抗结肠炎功效

抗生素清除菌群后,GAS的治疗效果完全消失;而移植GAS处理小鼠的粪菌(FMT)可重现疗效,证实其作用具有菌群依赖性。16S rRNA分析揭示GAS特异性使Verrucomicrobiota门相对丰度提升3.2倍,Akkermansia属成为差异最显著的标志菌群(LDA>3)。

GAS通过富集A. muciniphila改善结肠炎

体外实验证实150μM GAS能直接促进A. muciniphila增殖。使用苯扎氯铵(BZ)特异性抑制A. muciniphila后,GAS的治疗效果减弱;而口服1×109 CFU A. muciniphila可模拟GAS的保护作用,使结肠IL-1β水平降低58%。

A. muciniphila改变肠道代谢谱

代谢组学分析发现GAS和A. muciniphila处理组共同上调19种代谢物,其中葫芦素E和安特辛K在初级胆汁酸合成通路中富集最显著。这两种三萜类化合物已知可通过抑制NF-κB和NLRP3炎症小体发挥抗炎作用。

该研究创新性地构建了"GAS-A. muciniphila-抗炎代谢物"的级联作用框架,不仅为天麻的传统应用提供了科学依据,更开创了通过膳食成分精准调控肠道关键菌群治疗UC的新范式。值得注意的是,A. muciniphila作为新一代益生菌,其与植物活性成分的协同作用机制为开发"菌群-中药"联合疗法提供了重要启示。研究揭示的葫芦素E和安特辛K等代谢标记物,未来或可作为UC治疗效果的动态监测指标。

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