板栗(Castanea sativa Mill.)叶提取物和纯栗木鞣花素减少胃类器官和H. pylori感染小鼠模型中的细菌定植及相关炎症
《Inflammopharmacology》:Chestnut (Castanea sativa Mill.) leaf extract and pure castalagin reduce bacterial colonisation and the associated inflammation in gastric organoids and a mouse model of H. pylori infection
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中文摘要翻译
背景:幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)已被确定为慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌发展的致病因素。目前基于抗生素联合的根除疗法面临患者依从性差和原发性抗生素耐药的问题。传统应用和科学文献均报道了含有鞣花单宁的天然提取物的胃保护作用
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背景:幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)已被确定为慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌发展的致病因素。目前基于抗生素联合的根除疗法面临患者依从性差和原发性抗生素耐药的问题。传统应用和科学文献均报道了含有鞣花单宁的天然提取物的胃保护作用,提示其对H. pylori相关性胃炎可能具有潜在影响。研究人员此前已在人胃上皮细胞中证明了标准化含有栗木鞣花素的板栗叶提取物的抗炎和抗菌作用。
目的:本实验研究旨在评估食品级板栗叶提取物在复杂H. pylori感染模型中的作用。
方法:研究人员首先在新型小鼠胃类器官细胞模型中验证了板栗叶提取物和栗木鞣花素的生物学特性,随后在体内感染模型中进行了验证。
结果:研究发现,提取物和纯化合物均抑制了NF-κB通路中的一些基因,包括CXCR2和CXCR3受体的配体。此外,两者均强烈抑制了小鼠体内H. pylori的定植和胃部炎症介质。免疫细胞(主要是中性粒细胞和单核细胞)的浸润也显著减少。
结论:本研究结果证明了创新性食品补充剂作为H. pylori诱导胃炎预防和/或治疗辅助剂的显著转化潜力。
论文解读文章
**研究背景与问题**
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)是一种能通过复杂机制逃避胃酸杀菌作用,从而在胃黏膜中持续定植的病原菌。其感染与慢性胃炎、消化性溃疡和胃癌等多种疾病密切相关,其中胃癌是全球癌症死亡的第三大原因,约90%的胃癌与H. pylori既往感染相关。世界卫生组织已将H. pylori列为I类致癌物。感染后,细菌通过毒力因子(如cag致病岛编码的CagA蛋白)激活宿主NF-κB信号通路,诱导炎症反应,包括IL-8等趋化因子的释放,从而招募中性粒细胞和单核细胞至胃黏膜,造成慢性活动性胃炎。现有根除疗法依赖抗生素联合用药,但日益严重的抗生素耐药性和副作用导致治疗失败率升高。因此,寻找更安全、低耐药风险的新型辅助策略成为研究重点。传统医学和文献表明,富含鞣花单宁的天然提取物具有胃保护活性,但缺乏在复杂感染模型中的实验证据。本研究旨在利用小鼠胃类器官和体内感染模型,评估板栗叶提取物及其活性成分栗木鞣花素对H. pylori感染的作用。
**研究目的与设计**
研究人员基于前期在人胃上皮细胞(GES-1)中的发现,进一步在更贴近生理的模型中验证板栗叶提取物和纯栗木鞣花素的抗菌和抗炎活性。研究采用cagPAI阳性H. pylori菌株(PMSS1、G27、P12),首先在体外评估其对细菌生长的抑制作用,然后利用小鼠胃类器官2D单层培养模型和C57BL/6小鼠体内感染模型,检测其对细菌定植、炎症基因表达和免疫细胞浸润的影响。
**主要技术方法**
研究选用了食品级板栗叶提取物(含约1%栗木鞣花素,由意大利EPO S.r.l.提供)和纯栗木鞣花素(纯度>95%)。技术方法包括:微肉汤稀释法测定最低抑菌浓度(MIC);使用小鼠胃类器官(来源于C57BL/6N WT小鼠胃窦,按已发表方案培养)进行2D单层感染模型;体内实验采用C57BL/6 WT雌性小鼠,通过灌胃感染PMSS1菌株5周,最后10天给予提取物(100或500 mg/kg)或栗木鞣花素(25 mg/kg);通过组织匀浆和选择性平板培养评估细菌定植;用qRT-PCR(TaqMan法)检测炎症基因表达(如Cxcl1、Cxcl2、Ccl2、Cxcl10等);通过光谱流式细胞术分析胃黏膜免疫细胞(中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞等);细胞活力采用台盼蓝染色法。
**研究结果**
1. **体外抗菌活性**:板栗叶提取物(50 μg/mL)和纯栗木鞣花素(6 μM)在72小时内显著抑制三种H. pylori菌株(PMSS1、G27、P12)的生长,效果与参考抗生素四环素(MIC 0.06 μg/mL)相当。时间曲线表明,抑菌作用在24小时已出现,48小时显著,72小时达到最大,且对三种菌株活性一致。
2. **胃类器官模型中的抗菌和抗炎作用**:在H. pylori PMSS1感染的鼠胃类器官单层中,提取物(100 μg/mL)和栗木鞣花素(25 μM)在48和72小时显著减少细菌存活率。炎症基因表达分析显示,Cxcl1(人CXCL8的功能同源物)在24小时被显著抑制,Cxcl2在48小时被抑制,Ccl2和Cxcl10在48小时被栗木鞣花素显著抑制。Cxcl11和Il6在48小时有微弱表达并被抑制,Cxcl9未检测到表达。
3. **小鼠体内模型中的抗菌和抗炎作用**:在H. pylori PMSS1感染小鼠中,提取物(100 mg/kg)和栗木鞣花素(25 mg/kg)显著减少胃内H. pylori定植。炎症基因方面,栗木鞣花素显著抑制Cxcl1表达,Tnfa、Cxcl9、Cxcl10和Ifng也有降低趋势(未达统计显著)。Nfkbia表达不受影响,但Nfkbiz略有下降,提示NF-κB通路抑制。流式细胞术显示,栗木鞣花素显著减少胃黏膜中性粒细胞和单核细胞浸润,而淋巴细胞群体(如CD4+、CD8+、Tregs等)未受影响。
4. **统计方法**:所有数据采用GraphPad Prism分析,使用单因素方差分析(ANOVA)后置Bonferroni或Dunnett检验,或非参数Kruskal-Wallis检验后置Dunn检验,显著性水平设为p<0.05。
**总结与讨论**
本研究首次在H. pylori感染的小鼠模型和胃类器官中证明了板栗叶提取物和纯栗木鞣花素的抗菌和抗炎活性。结果表明,这两种化合物能抑制不同抗生素敏感性菌株的生长,减少细菌定植,并下调NF-κB通路相关趋化因子(如Cxcl1、Ccl2、Cxcl10)的表达,从而减少中性粒细胞和单核细胞的浸润。这提示其可能通过直接抗菌和调节宿主炎症反应来发挥保护作用。研究意义在于,板栗叶提取物作为食品级天然产物,具有低耐药风险,可作为H. pylori根除疗法的辅助剂。但研究也指出,需要进一步研究其最佳给药形式(如膳食补充或药物制剂)、抗菌机制及人用剂量的确定。结论部分强调,这些发现为H. pylori相关胃炎的膳食干预和临床转化提供了有力依据。
(注:全文基于原文内容浓缩,未添加推测,专业术语均保留英文缩写。)