从 Ulva pertusa 中提取的新型乌尔万寡糖（ulvan oligosaccharide）通过调节炎症反应和维持紧密连接（tight junction）的完整性来缓解溃疡性结肠炎

《Food Bioscience》：Novel ulvan oligosaccharide derived from the Ulva pertusa alleviates ulcerative colitis by modulating inflammatory responses and tight junction integrity

　　

摘要

从Ulva pertusa中提取的乌尔万寡糖（UOS）被评估其对抗Caco-2上皮细胞和葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎模型的肠道炎症的保护作用。UOS没有表现出细胞毒性，并通过提高TEER值和保持紧密连接蛋白来增强上皮屏障的完整性。在IL-1β刺激的Caco-2细胞中，UOS显著降低了促炎细胞因子（IL-6、IL-8、TNF-α）的mRNA表达，同时恢复了claudin-1、occludin和ZO-1的水平。在体内实验中，UOS的口服给药显著缓解了DSS诱导的结肠炎症状，包括体重减轻、疾病活动指数升高、结肠缩短以及与炎症相关的器官损伤。UOS还降低了全身和结肠的炎症标志物，使免疫球蛋白水平恢复正常，并抑制了MAPK和NF-κB信号通路的可激活。此外，UOS增加了基础短链脂肪酸（SCFA）的产生，并恢复了因DSS引起的肠道菌群失调而破坏的SCFA水平，表明其具有调节肠道微生物群的作用。总体而言，这些发现表明UOS通过抑制炎症途径、强化上皮屏障功能和改善微生物代谢物谱而表现出多方面的抗结肠炎活性，支持其作为海洋衍生功能性成分用于肠道健康的潜力。

引言

Ulva pertusa是一种广泛分布于东亚沿海地区的绿色大型藻类（Kraithong等人，2025年）。由于其快速生长、高生物量生产率和丰富的营养成分，U. pertusa长期以来一直被作为传统食品来源食用，并被用作各种海洋衍生功能性产品的原料（Shah等人，2023年）。除了良好的营养成分外，该物种还含有大量结构多样的多糖，其中乌尔万（ulvan）是一种硫酸化的鼠李糖葡醛酸多糖，被认为是主要的生物活性成分（Lee等人，2014年）。乌尔万因其独特的化学结构而受到了科学界的广泛关注，其结构特征包括鼠李糖、木糖、葡萄糖醛酸、艾杜糖和硫酸基团，这些成分共同赋予了其广泛的生物活性。据报道，乌尔万及其衍生物具有生物相容性、抗凝血、抗菌、抗病毒和免疫调节特性（Li等人，2023年；Pari等人，2025年；Son等人，2024年）。这些生物学效应促使人们探索乌尔万作为潜在的治疗剂，特别是用于肠道健康。胃肠道是宿主与微生物相互作用的主要界面，在维持免疫稳态中起着至关重要的作用。膳食多糖，尤其是来自海洋生物的多糖，最近被认为是调节肠道免疫和屏障功能的有希望的候选物质（Yao等人，2023年）。然而，天然的高分子量乌尔万往往具有有限的生物利用度和可变的生物活性，这主要是由于其复杂且异质的结构。

为了解决这些限制，之前的研究通过受控的解聚过程开发了乌尔万寡糖（UOS）（Kim、Shin等人，2025年）。解聚不仅提高了溶解度并增强了功能团的可用性，还增加了所得片段的结构一致性。这些特性表明，与天然乌尔万相比，UOS可能具有更好的生物相容性和肠道通透性。尽管人们对UOS的兴趣日益增长，但其生理作用及其潜在机制，特别是与肠道炎症相关的机制，仍然知之甚少。此外，关于UOS对炎症信号通路、上皮紧密连接蛋白和黏膜免疫调节影响的研究仍然有限。

炎症性肠病（IBD），包括溃疡性结肠炎和克罗恩病，是一种慢性炎症性疾病，其特征是上皮屏障功能紊乱、促炎因子过度产生和免疫反应失调（Yang等人，2022年；Zhang等人，2023年）。目前的治疗方法往往只能提供部分缓解，但可能会伴随不良副作用或有限的长期疗效，这突显了需要补充或替代策略的必要性（Shin、Kim、Kim等人，2024年）。天然衍生的多糖由于其安全性、相容性和免疫调节特性而受到越来越多的关注，作为IBD管理的潜在辅助剂（Chen等人，2024年）。鉴于其海洋来源和已报道的生物活性，UOS是进一步研究的很有前景的候选物质。

然而，对UOS的抗炎和肠道保护作用的系统评价仍然有限。特别是，其对细胞因子表达、肠道屏障相关蛋白和免疫相关信号级联反应的影响尚未明确阐明。因此，本研究旨在探讨UOS在Caco-2上皮细胞和葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎小鼠模型中的生物学作用，并阐明其潜在的作用机制。这些发现为乌尔万衍生物的功能特性提供了宝贵的见解，并支持其作为基于海洋的成分用于肠道健康的潜力。

章节片段

样品制备

UOS是从韩国U. pertusa中提取的乌尔万型多糖制备的。简要来说，Ulva pertusa多糖（UPP）通过热水提取和乙醇沉淀法分离（Son等人，2024年）。UOS通过酶降解和凝胶过滤色谱法制备。在此步骤中，UPP用乌尔万裂解酶进行酶降解，反应产物使用Sephadex G100进行纯化。纯化步骤在之前的报告中详细描述（Kim、Shin等人，2025年）。

细胞活力的测量

UOS的体外抗炎作用

在本研究中，使用了之前研究获得的UOS。简要来说，Ulva pertusa的多糖（UPP）通过热水提取后进行乙醇沉淀法分离。我们在之前的工作中使用FT-IR、GC-MS、LC-MS/MS和NMR分析对UPP进行了详细的结构分析（Son等人，2024年）。UPP主要由重复的二糖骨架[→4)-β-D-GlcA-(1?→?4)-α-L-Rha3S-(1→]组成，其中GlcA残基偶尔被其他糖替代

讨论

在这项研究中，我们证明了从U. pertusa中提取的UOS在体外和体内的肠道炎症模型中表现出明显的抗炎和肠道保护作用。本研究的主要发现是，UOS不仅减轻了炎症信号，还增强了上皮屏障的完整性，并调节了微生物代谢物，从而提供了对DSS诱导的结肠炎的多方面保护。

简要来说，UOS在Caco-2细胞中未表现出细胞毒性

结论

总之，从Ulva pertusa中提取的UOS在体外和体内的肠道炎症模型中表现出强烈的抗炎和肠道保护作用。UOS抑制了MAPK和NF-κB通路的激活，恢复了紧密连接蛋白，并使全身和结肠的炎症标志物恢复正常。此外，它能够增加基础SCFA水平并恢复被DSS破坏的微生物代谢物，表明UOS通过这些机制有助于肠道稳态

CRediT作者贡献声明

Tae Eun Kim： 方法论、研究、数据分析。Seung-U Son： 写作——审稿与编辑、撰写——初稿、方法论、研究。Kwang-Soon Shin： 项目管理、概念构思

伦理声明

本研究遵循以下动物福利和/或报告指南进行：国家研究委员会的《实验动物护理和使用指南》。本研究获得了京畿大学动物伦理委员会的批准（批准号：2024-008）。

利益冲突声明

作者声明与本手稿描述的工作无关任何利益冲突。

致谢

本工作得到了韩国国家研究基金会（NRF）的资助，该基金会由韩国政府（MSIT）资助（RS-2025-24523028）。

Seung-U Son|Tae Eun Kim|Kwang-Soon Shin京畿大学食品科学与生物技术系，水原，16227，大韩民国