赤小豆肽通过调节肠道菌群预防DSS诱导的结肠炎

《Nutrients》：Adzuki Bean Peptide Prevents DSS-Induced Colitis by Modulating the Gut Microbiota

　　

背景：溃疡性结肠炎(UC)发病率持续上升，食物源生物活性肽作为肠道炎症营养干预候选受到关注。本研究考察赤小豆源肽IFNNDPNNHP（IP10肽）对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠急性结肠炎的预防作用，并探讨肠道菌群参与。方法：小鼠预防性给予100或200 mg·kg?1 IP10肽；基于体重、疾病活动指数、结肠长度、组织病理学和炎性细胞因子评估结肠炎严重度；通过16S rRNA基因测序分析肠道菌群，定量粪便短链脂肪酸(SCFA)；采用抗生素耗竭菌群和粪便微生物群移植(FMT)进一步评估菌群作用。结果：预防性IP10肽减轻DSS诱导结肠炎，200 mg·kg?1更有效控制体重下降与结肠缩短、降低疾病活动指数并调节炎性细胞因子；IP10肽提高菌群丰富度与多样性，降低Escherichia-Shigella相对丰度，提高norank_f__Muribaculaceae和Lachnospiraceae_NK4A136_group等SCFA相关类群，增加粪便SCFA尤其乙酸和丁酸，高剂量还恢复丙酸和戊酸；抗生素耗竭菌群后IP10肽保护效应不可见，而高剂量供体FMT可减轻受体小鼠结肠炎并提高粪便SCFA。结论：IP10肽缓解DSS诱导急性结肠炎，效应部分关联肠道菌群改变、SCFA相关类群富集和粪便SCFA升高，支持其作为肠道健康功能食品成分潜力。

研究背景方面，溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）是一种结肠慢性炎症性疾病，全球患者约500万，亚洲与拉美地区发病率快速上升。现有治疗以美沙拉嗪（mesalazine）和糖皮质激素为主，但激素因副作用和耐受问题不适合长期使用。UC发病与遗传、环境、肠道菌群紊乱、上皮屏障缺陷和免疫失调有关。食物源生物活性肽具有低细胞毒性和良好生物活性，已被报道可缓解炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）。赤小豆高蛋白、低脂肪，既往研究发现其蛋白水解物和肽具有抗炎、抗氧化作用，但赤小豆肽IFNNDPNNHP（IP10 peptide，IP10肽）对UC的预防潜力和机制尚不清楚。研究人员因此构建2.5% DSS诱导急性结肠炎模型，在DSS处理前7天开始灌胃IP10肽并持续至DSS期，评价疾病严重度、肠道菌群、短链脂肪酸（short-chain fatty acid，SCFA）以及菌群在保护效应中的因果作用，论文发表于《Nutrients》。

主要关键技术方法方面，研究人员使用雄性C57BL/6J小鼠构建DSS结肠炎模型；以16S rRNA基因测序分析粪便菌群α多样性和β多样性及分类组成；用酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）和定量实时聚合酶链反应（quantitative real-time polymerase chain reaction，qPCR）检测结肠组织炎性因子蛋白与mRNA；用气相色谱-氢火焰离子化检测（gas chromatography-flame ionization detection，GC-FID）定量粪便SCFA；通过抗生素（antibiotic，ABX）耗竭肠道菌群，以及将IP10高剂量供体粪便移植至抗生素预处理受体小鼠的粪便微生物群移植（fecal microbiota transplantation，FMT）实验，验证菌群是否介导保护效应。

3.1. IP10肽预防DSS诱导小鼠急性溃疡性结肠炎症状：研究人员通过体重、结肠长度、疾病活动指数（disease activity index，DAI）和H&E染色评估发现，DSS引起体重下降、结肠缩短、DAI升高和黏膜破坏；IP10肽尤其200 mg·kg^?1显著改善上述表型，说明IP10肽在预防场景下减轻急性结肠炎症状。

3.2. IP10肽抑制DSS诱导的结肠炎症反应：ELISA与qPCR结果显示，DSS组IL-1β、IL-6、TNF-α蛋白和Il1b、Il6、Tnf mRNA升高，Il10下降；IP10两剂量均降低促炎因子，高剂量还显著提高IL-10，表明高剂量IP10肽在基因和蛋白水平双向抑制炎症并增强抗炎反应。

3.3. IP10肽对UC小鼠肠道菌群组成的影响：16S分析显示DSS降低Chao、ACE、Shannon，升高Simpson，菌群结构偏离对照；IP10肽恢复α多样性，PCoA和NMDS显示群落向对照组回移。门水平上Bacteroidota下降、Proteobacteria升高被IP10逆转；属水平上Escherichia-Shigella增加被抑制，norank_f__Muribaculaceae、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Alistipes等SCFA相关类群升高，LEfSe提示IP10高剂量富集Bacteroides、Alistipes、Turicibacter。

3.4. IP10肽恢复DSS诱导的粪便短链脂肪酸下降：GC-FID显示DSS总SCFA下降；IP10低剂量升高乙酸和丁酸，高剂量使乙酸、丙酸、丁酸、戊酸均显著回升，说明IP10肽改善UC相关SCFA代谢异常。

3.5. 抗生素耗竭肠道菌群下IP10肽的效应：ABX处理后ABX-DSS与ABX-IP10组体重、结肠长度、DAI、组织学、炎性因子和SCFA均无显著差异，提示在本实验条件下完整肠道菌群对IP10肽发挥保护效应具有重要作用，但不能排除未完全耗竭时的非菌群依赖效应。

3.6. IP10肽处理小鼠的粪便菌群对结肠炎具有保护作用：FMT受体中，接受IP10高剂量供体菌群的FMT-IP10组体重丢失减少、DAI和结肠损伤减轻，促炎因子IL-1β、IL-6下降，Il10和IL-10升高，粪便乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异戊酸和总SCFA升高，证明IP10重塑的菌群可转移保护表型。

讨论部分总结：研究人员指出IP10肽序列含N端疏水Ile-Phe、富Pro和Asn，类似已知抗炎肽特征；DSS模型为急性炎症，不等于人类慢性复发型IBD；IP10给药为预防而非治疗。菌群证据表明，IP10通过恢复多样性、抑制Escherichia-Shigella、富集Muribaculaceae和Lachnospiraceae等SCFA产生类群，提高乙酸、丙酸、丁酸，其中丁酸可通过维持紧密连接、抑制NF-κB和促进调节性T细胞分化发挥抗炎与屏障修复作用。抗生素耗竭削弱益处，FMT转移保护表型，说明菌群是关键介质而非唯一解释。研究局限包括未评估胃肠消化稳定性、体内安全性及慢性模型外推性。

结论部分翻译：本研究表明赤小豆源IP10肽可保护小鼠抵御DSS诱导急性结肠炎。其保护效应与肠道炎症减轻、SCFA相关类群如norank_f__Muribaculaceae和Lachnospiraceae_NK4A136_group恢复，以及粪便SCFA尤其丁酸显著升高有关。抗生素介导的菌群耗竭减弱这些益处，而接受IP10肽供体粪便微生物群的受体小鼠可将保护表型部分转移，表明肠道菌群发挥重要介导作用。这些发现为开发IP10肽作为维持肠道健康的功能食品成分提供理论基础，但其人体有效性和安全性仍需进一步研究。