虫草源发酵产物二氢阿魏酸通过靶向AKT1保护肠上皮屏障完整性

本研究揭示蛹虫草(CM)通过调节肠道菌群（增加Megamonas丰度、降低Escherichia-Shigella）产生关键代谢物二氢阿魏酸(DHFA)，该物质通过直接结合蛋白激酶B(AKT1)降低活性氧(ROS)水平，抑制H2O2诱导的肠上皮细胞凋亡，为炎症性肠病(IBD)治疗提供新靶点。

　　

Highlight

通过体外发酵模型发现蛹虫草(CM)驱动肠道菌群重塑，显著富集有益菌属Megamonas并抑制Escherichia-Shigella生长。代谢组学分析鉴定出特征性微生物代谢物二氢阿魏酸(DHFA)。网络药理学预测结合分子对接证实DHFA与蛋白激酶B(AKT1)具有高亲和力结合（结合能-7.8 kcal/mol）。分子动力学模拟显示DHFA-AKT1复合物在100 ns内保持稳定结构。

CM通过微生物代谢产生DHFA

采用非靶向代谢组学分析CM发酵产物，在正负离子模式下分别鉴定出321和295种差异代谢物。通过数据库比对及二级质谱验证，确定DHFA为CM组特异性富集的核心代谢物（VIP>2.0, p<0.05）。体外细胞实验表明DHFA预处理可显著降低H₂O₂诱导的活性氧(ROS)水平（降低率达38.7%），并有效抑制caspase-3活化。

DHFA直接结合AKT1并调节其活性

通过SCN-ASMS技术验证DHFA与AKT1的直接结合（K_d=4.6 μM）。分子对接显示DHFA通过形成氢键与AKT1的GLU234、LYS158残基相互作用。Western blot分析证实DHFA能逆转H₂O₂引起的AKT1磷酸化水平下降，维持PI3K/AKT信号通路功能。

DHFA通过AKT1依赖途径抑制上皮细胞凋亡

使用AKT1特异性抑制剂MK-2206处理后，DHFA对H₂O₂诱导的细胞凋亡保护作用完全消失。流式细胞术检测显示DHFA将细胞凋亡率从23.4%降至9.8%（p<0.01）。透射电镜观察发现DHFA有效维持线粒体膜电位完整性，抑制细胞色素C释放。

Conclusion

本研究首次阐明蛹虫草通过肠道微生物代谢产生DHFA，经靶向AKT1蛋白调控氧化应激通路，最终发挥肠上皮屏障保护作用的分子机制。为微生物-饮食互作在炎症性肠病(IBD)防治中的应用提供创新性理论依据。