《Antioxidants》：Cimigenoside Attenuates Ulcerative Colitis by Inhibiting Oxidative Stress and Inflammation via Sirtuin 3 Enhancement in Mice
Jie-Ming Chang,
Yu-Mei Shan,
Yu-Hang Zhou,
Jing-Wen Lu,
Hao Ding,
Ying Zhou,
Yu-Fan Ji,
Rui-Jie Tao,
Wen-Hao Zhu and
Zhao-Guo Liu
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编辑推荐：
本刊推荐：为解决溃疡性结肠炎（UC）临床治疗手段匮乏的问题，研究人员聚焦于天然活性成分cimigenoside（CIM），探究其通过增强Sirtuin 3（SIRT3）表达来抑制结肠氧化应激与炎症的机制。结果表明，CIM能够直接结合SIRT3并上调其蛋白水平，进而恢复肠道黏膜屏障完整性、减轻结肠病理损伤，为UC治疗提供了新的候选化合物与作用靶点。
溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis, UC）是一种慢性非特异性肠道炎症性疾病，其病程反复、迁延不愈，给患者带来长期痛苦。目前临床上尚缺乏能根治此病的有效手段，因此寻找新的治疗药物与作用靶点成为当务之急。近年来，科学研究发现，肠道内的氧化应激与过度炎症反应是推动UC发生发展的两个关键“坏分子”。它们相互勾结，破坏肠道黏膜屏障，让肠道“防线”失守，导致病情恶化。那么，能否找到一个“多面手”，既能平息炎症风暴，又能清除氧化压力，同时还能修复肠道屏障呢？
一项发表在《Antioxidants》上的研究将目光投向了从植物升麻（Cimicifuga dahurica）中提取的天然活性成分——Cimigenoside（CIM）。这是一种环阿尔廷型三萜苷化合物，此前已被发现具有抗炎、免疫调节等多种生物活性，但它在UC中究竟能否发挥作用、又如何发挥作用，仍是一个谜。为了解开这个谜题，研究团队进行了一系列严谨的实验。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，他们构建了经典的葡聚糖硫酸钠（Dextran Sodium Sulfate, DSS）诱导的小鼠UC模型，通过疾病活动指数（DAI）评分、结肠长度测量和组织病理学染色（如H&E染色）来评估CIM的治疗效果。其次，为了探究CIM对肠道黏膜屏障的影响，他们采用了阿尔新蓝（AB）染色和过碘酸雪夫（PAS）染色来分别评估黏蛋白和杯状细胞，并通过蛋白质印迹（Western Blot）检测紧密连接蛋白（如ZO-1、Occludin）的表达。再者，通过酶联免疫吸附测定（ELISA）和实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）分别检测了血清和结肠组织中炎症因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6）的水平与基因表达，以评估CIM的抗炎作用。同时，通过检测活性氧（ROS）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）等指标全面评估了结肠组织的氧化应激状态。最后，为了阐明核心机制，他们综合利用了蛋白质印迹、免疫组织化学（IHC）检测SIRT3蛋白表达，通过分子对接模拟验证CIM与SIRT3的直接结合，并创新性地使用了SIRT3基因敲除（SIRT3-KO）小鼠来反向验证SIRT3在CIM发挥疗效中的必要性。
3.1. CIM Alleviated DSS-Induced UC in Mice
研究结果显示，给予CIM治疗能有效逆转DSS引起的小鼠体重下降、降低疾病活动指数（DAI）评分、恢复缩短的结肠长度，并显著改善结肠组织的病理损伤（如减少炎性细胞浸润和组织结构紊乱）。
3.2. CIM Did Not Induce Systemic Toxicity in Mice
安全性评估表明，单独给予高剂量CIM（20 mg/kg）的小鼠，其心、肝、脾、肺、肾等重要器官未出现明显病理异常，血清肝酶（ALP、ALT、AST）水平也与对照组无差异，说明CIM在有效剂量下未引起系统毒性。
3.3. CIM Attenuated Intestinal Mucosal Damage in DSS-Induced UC Mice
CIM治疗增加了结肠黏蛋白的表达和杯状细胞的数量，并显著上调了紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的蛋白水平。这表明CIM能够有效减轻肠道黏膜损伤，保护肠道屏障完整性。
3.4. CIM Reduced DSS-Induced Inflammation in Both Serum and Colonic Tissues of Mice
CIM显著降低了UC小鼠血清中促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6、IFN-γ）水平和髓过氧化物酶（MPO）活性，同时提升了抗炎因子IL-10的水平。在结肠组织中，CIM也抑制了炎症相关基因COX-2、iNOS和TNF-α的mRNA表达，显示出强大的抗结肠炎作用。
3.5. CIM Suppressed DSS-Induced Oxidative Stress in Mouse Colonic Tissues
CIM治疗有效降低了结肠组织中的ROS和丙二醛（MDA）积累，提升了谷胱甘肽（GSH）含量，增强了SOD和GSH-Px的酶活性，并提高了总抗氧化能力（T-AOC），证明CIM具有显著的抗氧化应激能力。
3.6. CIM Upregulated SIRT3 Expression Through Direct Binding to SIRT3 in Colonic Tissues of DSS-Induced UC Mice
机制探索发现，在SIRT家族7个成员中，CIM特异性地上调了SIRT3的mRNA和蛋白表达，而对SIRT1和SIRT6等无显著影响。分子对接结果显示，CIM能以-11.3 kcal/mol的结合能直接与SIRT3蛋白结合，但对其酶活性无明显影响。这提示CIM可能通过结合并稳定SIRT3蛋白来发挥作用。
3.7.-3.11. SIRT3 Knockout Attenuated/Weakened/Abrogated the Effects of CIM
为了确证SIRT3的核心介导作用，研究使用了SIRT3基因敲除（SIRT3-KO）小鼠。结果发现，在SIRT3缺失的情况下，CIM此前展现的所有保护效应几乎全部消失：它既无法改善SIRT3-KO小鼠的体重下降、DAI评分和结肠缩短，也无法减轻其结肠病理损伤、修复黏膜屏障、抑制炎症因子产生、缓解氧化应激。特别重要的是，CIM促进核因子E2相关因子2（Nrf2）向细胞核转位（这是激活下游抗氧化基因的关键步骤）的作用，以及其对下游抗氧化基因NQO1表达的促进作用，在SIRT3-KO小鼠中也完全被取消。
结论与意义
本研究系统阐明了天然化合物Cimigenoside（CIM）治疗溃疡性结肠炎的作用与机制。结论明确指出：CIM能够直接结合并上调SIRT3蛋白表达（而非增强其酶活性），进而抑制结肠炎症反应、缓解氧化应激，并修复肠道黏膜屏障，从而发挥抗UC作用。SIRT3基因敲除实验确证了SIRT3是CIM发挥所有保护效应的不可或缺的核心介质。
这项研究的意义重大。首先，它首次揭示了CIM这一天然产物在UC治疗中的潜力，并明确了其通过SIRT3起效的作用模式，为UC的药物研发提供了一个新的候选化合物。其次，研究深入阐明了“CIM-SIRT3-Nrf2核转位”这一条轴在协调抗氧化防御中的关键作用，丰富了SIRT3在肠道疾病中的功能认知。最后，该研究为靶向SIRT开发UC治疗策略提供了坚实的实验依据和新的思路。尽管DSS诱导的急性模型与人类慢性UC存在差异，但本研究揭示的核心机制——通过调控SIRT3来平衡肠道氧化还原稳态和炎症——无疑是一个具有广阔前景的研究方向。论文也提到，与临床常用阳性药柳氮磺吡啶（SASP）相比，CIM在多个指标上显示出同等甚至更优的效应，且未观察到系统毒性，提示其具有良好的有效性与安全性潜力。当然，将CIM推向临床应用于UC治疗，仍需后续更多慢性模型研究和人体试验的验证。
