《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Altered intestinal mucosal microbiota mediated pathways in cancer signaling pathway provide new insight in Bai Canhua aqueous extract for radiation-induced enteritis
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背景：原产于太湖地区的药用植物 Rosa multiflora var. cathayensis（白残花，BCH）传统上用于清热，但其对放射性肠炎（RE）的保护机制尚不明确。本研究在小鼠 RE 模型中评估了 BCH 水提物的治疗潜力，并通过 Muribacul
背景：原产于太湖地区的药用植物 Rosa multiflora var. cathayensis（白残花，BCH）传统上用于清热，但其对放射性肠炎（RE）的保护机制尚不明确。本研究在小鼠 RE 模型中评估了 BCH 水提物的治疗潜力，并通过 Muribaculum gordoncarteri-代谢物-基因轴探索其抗炎机制。
结果：采用超高效液相色谱-Quadrupole Exactive 质谱（UHPLC-QE-MS）进行化学表征，发现黄酮类化合物为其主要成分。在 RE 小鼠中，BCH 水提物治疗〔30–60 g/kg〕可呈剂量依赖性降低血清炎性细胞因子 TNF-α、IL-6 和 IL-1β 水平，并减轻结肠损伤，其疗效优于维生素 C。全长 16S rRNA 测序显示，BCH 水提物恢复了肠道微生物群多样性，并特异性逆转了 RE 诱导的 Muribaculum gordoncarteri 与 Eubacterium sp. 14-2 增加，这两者均与炎症相关。整合多组学分析表明，BCH 水提物来源成分与 Muribaculum gordoncarteri 相关代谢物在“Pathways in cancer”中同时富集。与此一致，荧光原位杂交（FISH）和实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）验证显示，BCH 水提物治疗下调了肠组织中该癌症相关通路的关键基因 EGLN1、STAT3、GLI1、GLI2 和 BCL2L1 的表达。
结论：BCH 水提物可通过调节肠道微生物群，并经由 Muribaculum gordoncarteri-代谢物-“Pathways in cancer”轴抑制炎症，从而缓解 RE，提示其作为药用植物或功能食品具有潜在应用价值。
本文发表于《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》，围绕白残花（Bai Canhua，BCH）水提物对放射性肠炎（radiation-induced enteritis，RE）的干预作用展开研究，重点解析其是否通过肠道黏膜微生物群及相关代谢-基因网络发挥保护效应。研究背景在于，随着腹盆腔肿瘤放疗应用增加及肿瘤生存率改善，放射相关肠道损伤发生率持续上升。RE 是一种常见医源性并发症，可累及胃肠道广泛区域，表现为腹泻、腹痛、厌食，严重时可出现顽固性便血、肠狭窄、肠梗阻甚至穿孔。现有药物、内镜、高压氧、手术及干细胞移植等治疗策略总体疗效有限，因此亟需寻找新的防治手段。
近年来，肠道微生态被认为是维持宿主代谢稳态、免疫调节和肠屏障完整性的核心因素。尤其值得关注的是，黏膜相关微生物群（mucosa-associated microbiota，指紧贴肠黏膜表面的微生物群）与宿主上皮接触更直接，较粪便菌群更能反映局部炎症和组织损伤状态。另一方面，中药花类药材在调节微生物组成和代谢产物方面显示出独特潜力。白残花作为蔷薇科传统药材，历来用于清热、解毒及调理胃肠相关不适，且已知富含黄酮和多酚类成分，具有抗氧化和抗炎活性。但其是否能够改善 RE、通过何种微生物-代谢物-信号通路机制发挥作用，此前并不清楚。因此，该研究具有明确的问题导向：一是验证 BCH 水提物对 RE 的保护作用，二是从肠道黏膜微生物群层面解析其作用机制，三是为传统用药经验提供现代生物学证据。
研究人员首先构建了小鼠 RE 模型，并设置对照组、模型组、维生素 C 阳性对照组、BCH 低剂量组和高剂量组，样本来源为 30 只雄性 C57BL/6J 小鼠。主要技术方法包括：采用超高效液相色谱-Quadrupole Exactive 质谱（UHPLC-QE-MS）解析 BCH 水提物化学成分；采用苏木精-伊红染色和酶联免疫吸附测定（ELISA）评价组织病理损伤及炎症因子；采用全长 16S rRNA 测序分析结肠组织黏膜菌群结构；结合网络药理学、蛋白互作分析、GO/KEGG 富集分析筛选潜在作用通路；再通过荧光原位杂交（FISH）与实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）验证关键菌和关键基因变化。
在结果部分，论文首先以“Chemical profiling of the BCH aqueous extract”为题，说明研究人员通过 UHPLC-QE-MS 共鉴定出 195 种化合物，其中正离子模式 120 种、负离子模式 75 种，主要包括黄酮类、萜类、生物碱、苯丙素类和酚类化合物，且黄酮类数量最多。该部分结论是：BCH 水提物具有较复杂但相对清晰的化学组成，黄酮类为其物质基础中的优势成分，这为后续药效解释及质量控制提供了基础。
在“BCH aqueous extract significantly attenuates radiation-induced enteritis by modulating inflammatory cytokines and alleviating colonic histopathological damage”部分，研究人员利用组织学和血清炎症指标评估药效。结果显示，模型组小鼠结肠黏膜结构严重受损，出现隐窝破坏以及上皮、内皮细胞坏死，而 BCH 干预后肠道组织结构明显改善。与此同时，照射显著升高 TNF-α、IL-6 和 IL-1β 水平，BCH 低、高剂量均能显著降低这些炎症因子，且总体效果优于维生素 C。该部分表明 BCH 水提物能够有效抑制 RE 相关炎症反应，并减轻组织病理损伤，是其发挥保护作用的直接证据。
在“Modulation of gut mucosal microbiota diversity by the BCH aqueous extract”部分，研究焦点转向肠道黏膜微生物群。秩-丰度曲线显示，RE 导致物种丰富度和均匀度下降，而 BCH 尤其高剂量组可使其向正常对照组恢复。ASV 分析显示，各组既有共享核心菌群，也存在明显特异性差异。主成分分析提示模型组菌群结构与对照组分离最明显，而 BCH 处理后菌群结构整体向对照组靠近。门水平上，正常组以 Bacillota、Bacteroidota、Actinomycetota 为主，RE 组则表现为 Pseudomonadota 和 Campylobacterota 升高，以及 Bacillota、Actinomycetota 等下降；BCH 干预可纠正这种失衡。属水平上，RE 诱导 Muribaculum、Marvinbryantia、Blautia 等增加，并伴随保护性菌群减少，而 BCH 可恢复 Lactobacillus、Duncaniella、Acetivibrio、Ligilactobacillus、Paramuribaculum 等优势菌。该部分结论是，BCH 对 RE 的保护并非单纯抑炎，而是伴随肠黏膜菌群结构重塑。
在“Differential analysis of gut mucosal microbiota in mice”部分，研究人员进一步筛选差异菌。结果提示 Muribaculum_gordoncarteri、Eubacterium_sp._14-2 和 Adlercreutzia_caecimuris 为显著变化菌种，其中前两者在 RE 组升高，在 BCH 干预后下降。Mantel 检验及相关性分析显示，这些差异菌与 IL-6、IL-1β、TNF-α 显著相关，尤其 Muribaculum_gordoncarteri 与炎症指标关系最强。LEfSe 分析还识别出各组具有代表性的特征菌，BCH 组的代表性菌群之一为 Paramuribaculum。该部分说明 BCH 所致菌群变化与炎症状态密切耦联，Muribaculum_gordoncarteri 很可能是关键调控节点。
在“Metabolite-host network analysis of gut mucosal microbiota”部分，研究人员利用数据库将差异菌与代谢物、宿主基因关联起来。结果显示，与 Muribaculum_gordoncarteri 相关的关键代谢物为 2-Isopropylmalic acid 和 Soyasaponin I。进一步将 BCH 前 20 个主要化学成分预测靶点与代谢物相关基因交叉，得到 18 个共有基因，并构建互作网络。蛋白互作及功能富集分析发现，最显著富集通路为“Pathways in cancer”，涉及 EGLN1、STAT3、GLI1、GLI2 和 BCL2L1；另一个富集通路为“Metabolic pathways”。研究据此提出，BCH 可能通过调节菌群相关代谢及宿主癌症相关信号转导网络来改善 RE。这里的“Pathways in cancer”并非意味着研究对象为肿瘤本身，而是指 KEGG 中整合多种信号节点的疾病相关通路集合，其内多种分子同样参与炎症和损伤修复过程。
在“Mechanistic validation of BCH aqueous extract in alleviating radiation-induced intestinal injury”部分，研究进行了机制验证。FISH 结果显示，RE 组结肠组织中 Muribaculum_gordoncarteri 信号显著增强，而 BCH 低、高剂量均能降低其丰度，与测序结果一致。RT-qPCR 结果显示，照射后 STAT3、GLI1、GLI2 和 BCL2L1 上调，EGLN1 下调；BCH 处理则呈剂量依赖性逆转这些变化。该部分从组织定位与分子表达层面支持了前述机制链条，即 BCH 通过下调 Muribaculum_gordoncarteri，联动相关代谢物变化，进一步影响“Pathways in cancer”相关基因表达，最终缓解放射性肠损伤。
讨论部分主要从三个层面总结研究意义。首先，论文强调药物疗效与肠道微生物群之间存在深度相互作用，BCH 的药效并非仅由植物成分直接作用宿主，而可能经由微生物转化、微生物生态重塑和宿主信号调控共同实现。其次，研究特别指出肠黏膜相关微生物群相较粪便菌群更能反映肠道局部病理过程，因此本研究选择结肠组织而非粪便样本进行测序，在研究设计上具有针对性。再次，论文认为 Muribaculum_gordoncarteri 是 BCH 干预 RE 的关键媒介，该菌此前虽在其他疾病模型或肿瘤免疫环境研究中出现，但在 RE 中的作用尚未被报道，本研究填补了这一空白。作者同时指出，本研究也存在局限，如 UHPLC-QE-MS 对部分化合物识别仍有限，且未对 2-Isopropylmalic acid 和 Soyasaponin I 进行定量检测，这些问题仍待后续研究完善。
研究结论可概括为：RE 是一个亟需有效干预策略的重要健康问题。研究首次系统解析了 BCH 水提物的化学组成，并证实其可在小鼠 RE 模型中显著减轻炎症和组织损伤。机制上，BCH 通过重塑肠道黏膜微生物群，尤其抑制 Muribaculum gordoncarteri 的异常增殖，并联动其相关代谢物与宿主“Pathways in cancer”信号通路中的 EGLN1、STAT3、GLI1、GLI2 和 BCL2L1 等关键基因，发挥抗炎和肠黏膜保护作用。总体而言，该研究为白残花作为药用植物或功能食品开发提供了实验依据，也为 RE 的靶向干预和药物研发提供了新的理论基础。
