柴胡胃溃宁通过调节肠道菌群及抑制JAK1/STAT3信号通路保护乙醇诱导的胃溃疡

《Frontiers in Microbiology》:Chaihuang weikuining protects against ethanol-induced gastric ulcer through modulation of gut microbiota and inhibition of JAK1/STAT3 signaling

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月27日 来源:Frontiers in Microbiology 5.8

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  专业术语翻译(论文摘要部分) 背景: 柴胡胃溃宁(CHWKN)是一种具有报道抗溃疡活性的传统中药复方。然而,其潜在机制尚不清楚。本研究旨在探讨CHWKN对乙醇诱导的胃溃疡(GU)的保护作用,并探讨肠道菌群在介导这些效应中的作用。 方法: 在大鼠中建立乙醇诱导的

  
专业术语翻译(论文摘要部分) 背景: 柴胡胃溃宁(CHWKN)是一种具有报道抗溃疡活性的传统中药复方。然而,其潜在机制尚不清楚。本研究旨在探讨CHWKN对乙醇诱导的胃溃疡(GU)的保护作用,并探讨肠道菌群在介导这些效应中的作用。 方法: 在大鼠中建立乙醇诱导的GU模型。采用组织学染色(H&E和PAS)和生化分析评估胃损伤。采用抗生素(ABX)处理和粪菌移植(FMT)确定肠道菌群的参与。进行16S rDNA测序分析微生物组成。 结果: CHWKN显著减轻乙醇诱导的胃黏膜损伤,表现为组织病理学特征改善和胃功能恢复。CHWKN显著降低髓过氧化物酶(MPO)和促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α和LPS)水平,同时增加IL-10水平,并伴随对JAK1/STAT3信号的抑制。值得注意的是,肠道菌群的耗竭消除了CHWKN的保护和抗炎作用。相反,来自CHWKN处理供体(接受乙醇和CHWKN处理的供体大鼠)的FMT恢复了受体大鼠的胃黏膜完整性和减轻炎症。此外,CHWKN重塑了肠道菌群组成,增加了潜在有益菌并逆转了乙醇诱导的菌群失调。 结论: 这些发现表明,CHWKN通过调节肠道菌群并随后抑制JAK1/STAT3介导的炎症,对乙醇诱导的GU发挥保护作用。这突显了其治疗作用中一种依赖于肠道菌群的机制。

论文解读文章

一、研究背景与目的
胃溃疡(Gastric ulcer, GU)是常见的胃肠道疾病,以胃黏膜屏障破坏为特征,可导致上皮损伤、出血,严重时可发生穿孔。其发病机制涉及多种因素,包括幽门螺杆菌感染、非甾体抗炎药使用及过量饮酒等。乙醇诱导的胃损伤是经典的实验模型,可通过氧化应激、上皮屏障破坏和炎症反应迅速引起黏膜损伤。炎症在胃黏膜损伤的发生发展中起核心作用,乙醇暴露可触发促炎细胞因子如白细胞介素(IL)-1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的释放,导致炎症级联放大和组织损伤。JAK/STAT通路是炎症信号的关键调控因子,其激活与胃黏膜损伤和溃疡进展相关。
近年研究强调肠道菌群在胃肠道疾病中的关键作用。胃溃疡常伴随肠道菌群失调,患者中微生物多样性和丰度显著降低,尤其是厚壁菌门、放线菌门和乳杆菌属。乳杆菌属以其胃肠道免疫调节特性而闻名,部分通过抑制NF-κB信号促进胃溃疡性病变的愈合。然而,肠道菌群是否在GU中通过介导JAK/STAT等炎症信号通路发挥因果作用仍有待阐明。
柴胡胃溃宁(CHWKN)是一种经典中药复方,包含黄芪、柴胡等多种药用植物,在中国已临床应用于胃部疾病的治疗。黄芪及其生物活性成分已被报道可调节免疫细胞和改善肠道菌群组成;虎杖在多种急性胃溃疡动物模型中具有保护作用,其抗氧化特性可有效提高超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)和前列腺素E2水平,促进溃疡愈合。然而,CHWKN对胃溃疡的治疗作用及其潜在机制,特别是与肠道菌群相关的机制,尚缺乏系统研究。本研究旨在探讨CHWKN对乙醇诱导GU的保护作用,并假设其通过调节肠道菌群从而抑制JAK1/STAT3等炎症信号通路发挥作用。
二、主要技术方法
研究人员建立了乙醇诱导的SD大鼠GU模型,将大鼠随机分为对照组、模型组、CHWKN低剂量组(7.5 g/kg)、CHWKN高剂量组(15 g/kg)和奥美拉唑组(20 mg/kg),连续治疗14天。采用UHPLC-QExactive系统对CHWKN进行化学成分分析。通过抗生素(ABX)处理耗竭肠道菌群,并建立粪菌移植(FMT)模型以确定肠道菌群的因果作用。采用H&E和PAS组织学染色评估胃损伤,生化分析检测血清胃蛋白酶原I(PGI)、胃蛋白酶原II(PGII)及炎症因子水平,实时荧光定量PCR检测Jak1和Stat3 mRNA表达,16S rDNA测序分析微生物组成。
三、研究结果
3.1 CHWKN的化学成分表征
LC-MS/MS分析显示,CHWKN中碳水化合物及其衍生物(25%)和氨基酸及衍生物(15%)为主要成分,其次是黄酮类(11%)、萜类(9%)和酚酸类(4.5%)。主要成分包括海藻糖、L-精氨酸、大黄素-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、蔗糖、柠檬酸、芍药苷、大黄素等。这些生物活性化合物具有抗氧化、抗炎和调节肠道菌群的特性,提示CHWKN可能在调节宿主炎症和肠道微生物稳态方面发挥双重作用。
3.2 CHWKN保护乙醇诱导的胃黏膜损伤
乙醇给药导致严重的胃黏膜损伤,表现为出血、上皮破坏和炎症细胞浸润。CHWKN治疗显著减轻了这些病理变化,H&E和PAS染色显示黏膜完整性改善。定量分析表明CHWKN显著降低溃疡指数并改善黏膜损伤。此外,CHWKN增加了血清PGI水平和PGI/PGII比值,表明胃分泌功能改善和黏膜萎缩减轻。这些保护作用与标准抗溃疡药物奥美拉唑组相当。
3.3 CHWKN通过抑制JAK/STAT3信号通路抑制胃部炎症
乙醇暴露显著增加了促炎细胞因子IL-1β、IL-6、TNF-α、MPO和LPS水平,同时降低抗炎细胞因子IL-10水平。CHWKN治疗显著逆转了这些变化。qRT-PCR分析显示乙醇显著上调Jak1和Stat3表达,而CHWKN和奥美拉唑治疗均显著抑制其表达,表明CHWKN至少部分通过抑制JAK1/STAT3信号通路减轻乙醇诱导的胃部炎症。
3.4 肠道菌群是CHWKN胃保护作用所必需的
在抗生素处理耗竭肠道菌群的大鼠中,CHWKN的保护作用显著减弱,表现为黏膜损伤加重、上皮侵蚀增加和炎症浸润增强。CHWKN对胃功能的改善作用(PGI水平和PGI/PGII比值升高)在菌群耗竭后也显著减弱,证明肠道菌群是CHWKN发挥治疗作用所必需的。
3.5 肠道菌群介导CHWKN的抗炎作用
与CHWKN组相比,ABX+CHWKN组IL-1β、IL-6、TNF-α、MPO和LPS水平显著升高,IL-10水平降低。CHWKN对Jak1和Stat3表达的抑制作用在菌群耗竭后被消除,表明肠道菌群对CHWKN的抗炎作用及其对JAK1/STAT3信号通路的调控至关重要。
3.6 CHWKN相关肠道菌群足以赋予胃损伤保护作用
接受来自CHWKN处理供体菌群的大鼠(CHWKN-FMT)与接受模型供体菌群的大鼠相比,胃黏膜完整性显著改善,上皮损伤和炎症细胞浸润减少。CHWKN-FMT恢复了胃分泌功能,显著降低促炎细胞因子水平并增加IL-10水平,同时Jak1和Stat3表达显著抑制。这些发现证明CHWKN相关肠道菌群足以赋予胃损伤和炎症保护作用,突显了肠道菌群在介导CHWKN治疗效果中的因果作用。
3.7 CHWKN重塑GU中的肠道菌群组成
16S rDNA测序显示α多样性指数(Chao、ACE、Shannon、Simpson)各组间无显著差异,但β多样性分析(PCoA)显示模型组和CHWKN组在ASV水平上明显分离。LEfSe分析显示对照组富集Lachnospiraceae_NK4A136群、Christensenellaceae_R-7群、Allobaculum和Rothia;模型组富集Anaerovoracaceae、Lachnospiraceae、Oscillospiraceae、Ruminococcaceae和Desulfovibrionaceae相关未分类属;CHWKN组富集Prevotellaceae相关未分类属、Dubosiella和Faecalibaculum。CHWKN处理增加了潜在有益菌如乳杆菌属(Lactobacillus),同时减少模型组富集的菌群,部分逆转了乙醇诱导的菌群失调。
四、讨论与结论
本研究表明CHWKN对乙醇诱导的GU发挥显著保护作用,且这些作用通过肠道菌群相关机制介导,涉及抑制炎症反应和JAK1/STAT3信号通路。抗生素介导的菌群耗竭消除了CHWKN的保护和抗炎作用,而FMT实验进一步确立了菌群的因果作用。CHWKN重塑了肠道微生物组成,增加了乳杆菌属等有益菌群。血清LPS水平在CHWKN给药后显著降低,且这一效应在菌群耗竭后被消除、在FMT后恢复,提示CHWKN对全身炎症状态的影响通过肠道菌群介导。JAK1/STAT3信号通路是LPS发挥促炎作用的经典通路,CHWKN诱导的菌群重塑可能通过微生物衍生代谢物或微生物-宿主相互作用调节炎症通路,从而影响JAK1/STAT3激活。研究局限性包括:虽然通过ABX和FMT方法证明了菌群的因果作用,但具体负责的微生物类群和代谢物仍不清楚;菌群改变与JAK1/STAT3信号通路之间的分子机制需要进一步研究。
结论: 本研究表明,与单一化合物疗法相比,CHWKN同时调节肠道菌群和抑制JAK1/STAT3炎症通路,提供了一种同时解决微生物失调和黏膜炎症的双重机制。这些发现不仅为CHWKN的治疗效果提供了机制性见解,也突显了靶向肠道菌群作为GU管理策略的潜力,尽管需要药代动力学、毒理学和临床研究的进一步证据来验证这一潜力。总体而言,这些发现将CHWKN定位为胃溃疡疾病的一种有前景的多靶点治疗候选药物,有潜力作为抗生素和质子泵抑制剂的辅助或替代疗法。
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