鞣花酸-墨角藻多糖固体分散体通过调节小鼠肠道微生物群失调的抗结肠炎益处

《Journal of Functional Foods》：Anti-colitis benefits of ellagic acid- Fucus vesiculosus polysaccharide solid dispersions by regulating intestinal microbiota dysfunction in mice

　　

本研究旨在基于脂多糖（LPS）诱导的炎症细胞和葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠模型，探讨鞣花酸-墨角藻多糖固体分散体（EA/FVP SD）的抗炎作用及其潜在机制。细胞实验表明，EA/FVP SD比单独使用EA或FVP具有更好的体外抗炎活性。进一步的结肠炎小鼠实验显示，EA/FVP SD给药通过逆转体重下降、降低疾病活动指数（DAI）评分、维持结肠长度以及降低促炎因子（如TNF-α、IL-6和IL-1β）水平，显著改善了结肠炎小鼠的症状。免疫荧光染色表明，抗炎活性与CD11b和F4/80蛋白表达水平的下调有关。值得注意的是，高剂量EA/FVP SD在降低荧光强度方面表现最佳。此外，微生物组分析表明，EA/FVP SD给药可逆转异常细菌组成变化并增强肠道屏障功能。代谢组学分析提示EA/FVP SD改变了关键代谢通路，包括亚油酸代谢、鞘脂代谢、坏死性凋亡/凋亡相关过程以及FoxO信号通路，这些变化可能与肠道微生物群的改变有关。这些发现支持EA/FVP SD作为结肠炎管理的候选辅助策略，但仍需进一步的药代动力学和通路验证研究。

**论文解读：鞣花酸-墨角藻多糖固体分散体通过调节肠道微生物群改善小鼠结肠炎的研究**

**研究背景与问题**
溃疡性结肠炎（UC）是一种非特异性炎症性肠病，以大肠慢性、复发性炎症为特征，常伴有腹泻、腹痛和血性黏液便，近年来已成为全球健康威胁。UC病程迁延，发病机制复杂且多因素，若炎症失控可进展为结直肠癌，严重影响患者生活质量。目前临床治疗主要依赖氨基水杨酸、皮质类固醇和免疫抑制剂，但这些药物长期使用存在耐药性、疗效下降、不良反应、毒性和高复发率等问题。例如，美沙拉嗪治疗可能引起胰腺炎、肝毒性、炎症反应、性功能障碍等不良事件。因此，开发安全有效的新型UC治疗药物具有重要意义。鞣花酸（EA）是一种广泛存在于天然水果和坚果中的单体多酚，具有抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗糖尿病、抗衰老和抗菌等多种生物活性，尤其在结肠癌等癌症管理中显示出潜力。既往研究表明EA可通过激活相关信号通路和重塑肠道菌群组成来缓解UC症状。然而，与大多数疏水性生物多酚类似，EA水溶性极低，严重限制了其在胃肠道的吸收和结肠靶向营养应用。因此，开发有效的递送系统以提高EA的生物利用度至关重要。墨角藻多糖（FVP）是一种岩藻聚糖，具有良好的功能特性和生物相容性，常被用于构建递送系统以增强胃内稳定性和肠道黏附性。研究人员前期制备了EA/FVP固体分散体（EA/FVP SD），发现其显著提高了EA的溶解度、分散性、保留率和体外生物转化能力。本研究在此基础上进一步评估EA/FVP SD在LPS诱导的炎症细胞和DSS诱导的结肠炎小鼠中的生物效应，并探讨其潜在机制。论文发表在《Journal of Functional Foods》。

**研究内容与结论**
研究人员通过体外细胞实验和体内小鼠模型实验，系统评估了EA/FVP SD的抗炎作用及其对肠道微生物群和代谢物的影响。结论表明，EA/FVP SD能够显著缓解DSS诱导的结肠炎症状，包括逆转体重下降、降低DAI评分、维持结肠长度、降低促炎因子水平，并通过下调CD11b和F4/80蛋白表达减轻炎症浸润。此外，EA/FVP SD可重塑肠道菌群组成，增加Muribaculum和COE1等有益菌丰度，降低Amulumruptor、Lactobacillus等有害菌丰度，并改变亚油酸代谢、鞘脂代谢、坏死性凋亡/凋亡相关过程及FoxO信号通路等关键代谢途径。这些发现支持EA/FVP SD作为结肠炎管理的候选辅助策略，但需进一步验证。

**主要关键技术方法**
本研究采用的技术方法包括：1）体外抗炎实验：使用LPS（脂多糖）诱导RAW264.7巨噬细胞建立炎症模型，通过ELISA（酶联免疫吸附测定）检测NO（一氧化氮）、TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10等炎症因子水平；2）体内小鼠模型：使用3% DSS（葡聚糖硫酸钠，分子量35-50 kDa）诱导雄性昆明小鼠（8周龄，来源：珠海百世通生物科技有限公司）结肠炎，实验经广东海洋大学实验动物伦理委员会批准（编号GOU-LAE-2024-090）；3）16S rRNA扩增子测序：对粪便样本细菌DNA进行V3-V4区测序，分析肠道菌群组成和多样性；4）非靶向代谢组学：使用LC-MS（液相色谱-质谱联用）分析粪便代谢物，并进行通路富集分析和Spearman相关性分析；5）组织学分析：H&E染色（苏木精-伊红染色）和免疫荧光染色（检测CD11b和F4/80蛋白表达）。

**研究结果**
**3.1 EA/FVP SD对RAW264.7细胞活力的影响**：通过CCK-8实验评估，0-80 μM浓度的EA、FVP和EA/FVP SD对RAW264.7细胞均无细胞毒性，因此选用20 μM和80 μM浓度进行后续实验。

**3.2 EA/FVP SD对LPS诱导的RAW264.7细胞促炎因子的影响**：与空白组相比，模型组（LPS刺激）NO、IL-6、IL-1β和TNF-α水平显著升高（P<0.05），而IL-10（抗炎因子）也升高，可能反映代偿性负反馈反应。EA、FVP和EA/FVP SD处理均能降低NO和促炎因子水平，其中高剂量EA/FVP SD可将NO、IL-1β和TNF-α降至正常水平，表明EA/FVP SD具有体外抗炎活性。

**3.3 EA/FVP SD对DSS诱导小鼠结肠炎症表型的影响**：与DSS组相比，EA/FVP SD给药显著减轻体重下降，降低DAI评分，并缓解结肠缩短。高剂量EA/FVP SD组（240 mg/kg）和低剂量组（120 mg/kg）均表现出改善效果，且低剂量组效果优于EA或FVP单独处理组，提示固体分散体制剂增强了抗结肠炎功效。

**3.4 EA/FVP SD对DSS诱导小鼠血清炎症因子的影响**：DSS组血清IL-1β、IL-6和TNF-α水平显著升高（P<0.05），而EA、SASP（柳氮磺吡啶）和EA/FVP SD补充剂可将其降至正常水平，FVP单独仅显著降低IL-6。表明EA/FVP SD通过降低促炎细胞因子发挥抗炎作用。

**3.5 组织学分析**：H&E染色显示，DSS组结肠黏膜上皮层破坏、隐窝结构紊乱、大量炎症细胞浸润。EA/FVP SD处理组（代表性切片）显示出不同程度的隐窝和黏膜结构保留，炎症细胞浸润减少，表明EA/FVP SD可减轻DSS诱导的结肠组织损伤（定性形态学证据，未进行组织学评分）。

**3.6 EA/FVP SD对DSS诱导小鼠结肠黏液和机械屏障的影响**：免疫荧光染色显示，DSS组CD11b（髓系免疫细胞标志物）和F4/80（巨噬细胞标志物）荧光强度显著增加，表明严重炎症浸润。EA/FVP SD处理（尤其是高剂量组）降低了这些标记物的荧光强度，表明固体分散体可减轻炎症浸润。

**3.7 EA/FVP SD对DSS诱导小鼠肠道菌群调节的影响**：16S rRNA测序显示，在门水平，DSS组拟杆菌门（Bacteroidetes）与厚壁菌门（Firmicutes）的比值较空白组显著降低，放线菌门（Actinobacteriota）相对丰度增加；EA/FVP SD显著降低了放线菌门丰度，增加了厚壁菌门_A（Firmicutes_A）丰度。在属水平，DSS组Muribaculum和Alistipes_A丰度降低，Lactobacillus丰度升高；EA/FVP SD逆转了这些异常变化。α多样性分析（Chao1和Shannon指数）显示DSS组多样性最低，EA/FVP SD干预后显著回升。PCA和PCoA分析显示各组间菌群结构存在分离趋势。LEfSe分析进一步确定差异菌属：与空白组相比，DSS组Amulumruptor、Lactobacillus、Limosilactobacillus和Nanosyncoccus丰度升高，Duncaniella、CAG-95和UBA3282丰度降低；EA/FVP SD干预后，Muribaculum和COE1丰度升高，Amulumruptor、Lactobacillus、Limosilactobacillus和Paramuribaculum丰度降低。

**3.8 EA/FVP SD对DSS诱导小鼠代谢物的影响**：非靶向代谢组学OPLS-DA分析显示，DSS组与空白组代谢谱显著分离，EA/FVP SD组也呈现分离。火山图分析显示，DSS组与空白组相比，89个代谢物上调（如L-高丝氨酸、正缬氨酸等），117个代谢物下调（如吡嗪甲硫醇、2-马来酰乙酸等）；EA/FVP SD-H组与DSS组相比，166个代谢物上调（包括抗炎物质如高香草醛、尿石素A、雌马酚），170个代谢物下调（如半乳糖胺、尿胆素原）。通路富集分析表明差异代谢物与亚油酸代谢、鞘脂代谢、坏死性凋亡/凋亡相关过程及FoxO信号通路相关。Spearman相关性分析显示，Duncaniella相对丰度与甲基丙二酸、α-生育三烯酚等代谢物正相关，Alistipes_A与二十二碳六烯酸正相关，提示菌群与代谢物之间的关联。

**讨论与结论**
讨论部分总结：EA/FVP SD通过调节肠道菌群紊乱和代谢通路发挥抗结肠炎作用，但其机制仍需进一步验证。结论翻译如下：总之，本研究表明EA/FVP SD在LPS诱导的炎症细胞模型和DSS诱导的小鼠模型中表现出有益的抗炎活性。具体而言，EA/FVP SD给药显著缓解了结肠炎症状，并在抑制体重下降、维持结肠长度以及降低CD11b和F4/80蛋白表达方面表现更佳，从而产生更好的抗炎活性。代表性H&E图像提供了定性形态学证据，表明EA/FVP SD处理与DSS诱导的上皮破坏、隐窝紊乱、杯状细胞耗竭和黏膜损伤的减轻相关。此外，16S rRNA序列分析表明，EA/FVP SD可通过增加Muribaculum和COE1水平，降低Amulumruptor、Lactobacillus、Limosilactobacillus和Paramuribaculum水平，重塑结肠炎小鼠的肠道微生物群状态，从而缓解结肠炎症状。代谢物富集分析提示，EA/FVP SD的抗炎作用可能与亚油酸代谢、鞘脂代谢、坏死性凋亡/凋亡相关过程及FoxO信号通路有关。这些结果表明EA/FVP SD具有作为结肠炎管理候选辅助策略的潜力；然而，富集通路的参与仍为推断性，需通过靶向代谢物分析和蛋白质水平检测进一步验证。