普洱茶茶褐素通过肠道菌群-代谢物网络恢复免疫抑制小鼠的肠道免疫功能

《Foods》:Theabrownin from Pu-erh Tea Restores Intestinal Immunity via Gut Microbiota–Metabolite Network in Immunosuppressed Mice

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月24日 来源:Foods 6.0

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  茶褐素(Theabrownin, TB)是一种来源于熟普洱茶的多聚色素,已被证明对降脂、体重管理和缓解代谢综合征具有有益作用。然而,TB在体内恢复免疫功能的作用尚未被研究。本研究评估了TB在环磷酰胺(cyclophosphamide, CTX)诱导的免疫抑制小

  
茶褐素(Theabrownin, TB)是一种来源于熟普洱茶的多聚色素,已被证明对降脂、体重管理和缓解代谢综合征具有有益作用。然而,TB在体内恢复免疫功能的作用尚未被研究。本研究评估了TB在环磷酰胺(cyclophosphamide, CTX)诱导的免疫抑制小鼠中的治疗效果及其潜在机制。研究人员以1.215、0.608和0.304 mg/kg体重的剂量给予TB,并以盐酸左旋咪唑(40 mg/kg)作为阳性药物对照。每个实验组包含八只小鼠。评估手段主要包括组织病理学检查、酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)、蛋白质印迹法(Western blotting)、流式细胞术、16S rRNA测序以及基于超高效液相色谱-串联质谱(ultra-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS)的非靶向代谢组学。结果表明,高剂量和中剂量的TB治疗显著缓解了免疫抑制,表现为恢复的体重和器官重量、结肠长度、脾脏和结肠的组织结构、血细胞计数以及免疫球蛋白水平。这些改善与结肠细胞因子、claudin-1、occludin、Toll样受体2/4(toll-like receptor 2/4, TLR2/4)的上调以及调节性T细胞(regulatory T cell, Treg)群体的减少相关。高剂量和中剂量的TB治疗还富集了有益的肠道菌群,包括乳酸杆菌属(Lactobacillus)和候选糖单胞菌属(Candidatus Saccharimonas),并伴随强烈的微生物-代谢物相关性(M2 = 0.725, p = 0.003)。代谢KEGG通路富集分析揭示,中等剂量的TB显著激活了咖啡因代谢和组氨酸代谢,同时伴随由二酰甘油系列脂质代谢物驱动的多个免疫信号通路的富集,而高剂量的TB则诱导了更多的免疫信号通路。总体而言,TB可能通过整合肠道菌群-代谢物重编程来逆转CTX诱导的免疫抑制,这突显了TB作为药食同源产品中免疫调节功能成分的潜力。

论文解读文章

研究背景与目的

肠道是营养吸收与病原体防御的关键屏障,也是免疫细胞密集分布的区域,构成了连接肠道菌群与全身免疫反应的重要界面。肠道微生物参与肠道免疫系统的发育与调控,维持宿主与微生物之间的免疫耐受状态。然而,肠道菌群平衡的破坏可导致免疫耐受丧失,甚至诱发自身免疫性疾病。饮食能够影响肠道微生物及其代谢物的变化,从而调节肠道免疫系统。普洱茶作为一种广泛消费的饮品,其生物活性成分如茶多糖、茶氨酸和茶多酚已被证实具有免疫调节作用。茶褐素(Theabrownin, TB)是熟普洱茶中的一种多聚色素,约占普洱茶干重的12%,因其分子量分布广而难以直接被宿主吸收,主要通过肠道菌群途径发挥生物学效应。已有研究表明TB能显著富集有益菌并缓解结肠炎,但其是否能通过调节肠道菌群增强肠道免疫力尚不清楚。因此,本研究采用环磷酰胺(cyclophosphamide, CTX)诱导的免疫抑制小鼠模型,系统探究TB、肠道菌群与肠道免疫之间的关系,重点关注TB介导的微生物调控如何影响肠道免疫系统,为开发基于普洱茶的免疫增强功能性食品提供科学依据。

研究方法概述

研究人员将ICR雄性小鼠随机分为六组(每组8只):正常对照组(CON)、免疫抑制模型组(CTX)、阳性药物左旋咪唑组(LH, 40 mg/kg)以及三个TB干预组(高剂量TBH 1.215 g/kg、中剂量TBM 0.608 g/kg、低剂量TBL 0.304 g/kg)。实验周期共31天,前21天灌胃相应剂量的TB或磷酸盐缓冲液(PBS),第22至24天腹腔注射CTX(80 mg/kg)建立免疫抑制模型,第25至31天恢复给药。实验结束后收集血液、脾脏、胸腺、结肠及盲肠内容物等样本。关键技术方法包括:组织病理学苏木精-伊红(hematoxylin and eosin, H&E)染色观察脾脏和结肠形态;全自动血液分析仪检测外周血细胞计数;酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测血清免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM)水平;流式细胞术分析结肠固有层CD4? T细胞亚群(Th17和Treg)分化;蛋白质印迹法(Western blotting, WB)检测结肠组织中炎症介质(IL-6、IL-1β、TNF-α、IL-10、iNOS)、紧密连接蛋白(claudin-1、occludin)及Toll样受体(toll-like receptor 2/4, TLR2/4)和MyD88的表达;16S rRNA基因V3-V4区高通量测序分析盲肠内容物菌群组成;超高效液相色谱-串联质谱(ultra-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS)非靶向代谢组学分析盲肠内容物代谢物谱。

研究结果

3.1 TB改善CTX诱导的系统性免疫抑制
通过监测体重和器官指数发现,CTX注射后各组小鼠体重均下降,而所有TB处理组均有效维持体重,效果与阳性对照LH组相当。CTX组胸腺指数显著降低,TB各剂量组均明显恢复胸腺质量。值得注意的是,CTX诱导了脾肿大,脾脏指数呈升高趋势(8.99 ± 1.43 mg/g),而TB各剂量处理均显著减轻了这一增大。外周血细胞分析显示,CTX组白细胞计数较CON组下降39.84%,其中粒细胞减少51.72%、淋巴细胞减少36.97%、单核细胞减少42.86%,中高剂量TB显著增加了血小板计数,而红细胞和血红蛋白水平无变化。血清免疫球蛋白方面,CTX组IgG、IgA和IgM分别降低45.85%、28.52%和35.21%,所有TB处理组均升高了这三种免疫球蛋白的水平,与CON组和LH组无统计学差异。脾脏H&E染色显示CTX导致脾脏白髓萎缩和髓外造血,高、中剂量TB有效改善了白髓萎缩并恢复了红白髓界限。结肠长度缩短和杯状细胞减少在TB处理后得到改善。此外,CTX显著抑制了结肠紧密连接蛋白claudin-1和occludin的表达,高/中剂量TB有效逆转了这一抑制作用。
3.2 TB调节结肠免疫微环境
WB分析显示,CTX组结肠组织中促炎介质IL-6、IL-1β、TNF-α和iNOS显著降低,而抗炎因子IL-10升高,符合免疫抑制状态。所有TB剂量组均有效逆转了这些变化,高、中剂量效果优于低剂量组。TLR2、TLR4及其下游适配蛋白MyD88在CTX组中表达下降,表明MyD88依赖的信号级联受损,而TBH和TBM处理显著恢复了TLR2、TLR4和MyD88的表达,且未引起过度炎症激活。流式细胞术结果显示,CTX显著增加了结肠固有层中Treg细胞的比例,所有TB剂量组均有效降低了Treg水平,其中TBH组接近CON组水平,而LH组未表现出降低Treg的作用。Th17细胞比例在各组间无显著差异,但TBH处理促进了Th17/Treg比值向Th17偏向的趋势,有助于恢复免疫平衡。
3.3 TB诱导的菌群-代谢物网络与免疫恢复
16S rRNA测序结果显示,Chao1指数在各组间无显著差异,但Simpson指数显示TBM组显著高于CON、CTX和TBL组,表明中等剂量TB显著提高了菌群相对丰度分布的均匀性。主坐标分析(principal coordinates analysis, PCoA)显示,高、中剂量TB组的微生物组成与LH阳性对照组相似。在门水平,TBH、TBM和LH组增加了厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度并降低了拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度,导致F/B比值显著升高。在属水平,TBH/M显著增强了乳酸杆菌属(Lactobacillus)的丰度(TBH组平均29.99%,TBM组达42.82%),差异分析表明TBH还显著增加了候选糖单胞菌属(Candidatus Saccharimonas)、罗姆布茨菌属(Romboutsia)、梭菌属严格 sensu stricto 1(Clostridium_sensu_stricto_1)和杰氏球菌属(Jeotgalicoccus)的丰度,其中前两个属增加最为显著。非靶向代谢组学分析显示,偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis, PLS-DA)表明TBH干预显著改变了CTX诱导的小鼠肠道代谢组。在TBM vs CTX比较中,脂类和类脂分子占差异代谢物的31.12%,TBH vs CTX中这一比例为38.11%。KEGG富集分析显示,TBM组中咖啡因代谢和组氨酸代谢经错误发现率校正后仍显著激活,多个免疫相关通路(如Fc epsilon RI、NF-κB、Th1/Th2、Th17)呈现激活趋势,主要由二酰甘油系列脂质代谢物驱动。TBH组同样显著激活了咖啡因代谢,并观察到更多由脂质代谢物和组胺驱动的免疫相关通路。Procrustes分析揭示了肠道微生物组与代谢组之间的高度一致性(M2 = 0.725, p = 0.003),表明TB诱导的菌群重塑在很大程度上驱动了微生物衍生代谢物的积累。Spearman相关性分析显示,TBM富集的菌属(Lactobacillus、Candidatus_Saccharimonas、Acetitomaculum)与代谢物6-羟基-2-环己烯-1-羧酸酯、6-氨基-5-甲酰胺基-1,3-二甲基尿嘧啶和N-乙酰组胺呈显著正相关;TBH组中五个富集菌属与24种代谢物(如组胺、1,7-二甲基尿酸、茶碱等)呈显著正相关。

讨论与结论

讨论部分指出,TB(特别是中高剂量)能有效逆转CTX引起的体重下降、结肠缩短、胸腺和脾脏异常指数,缓解外周血白细胞减少,并恢复血清免疫球蛋白水平。TB还调节了结肠促炎细胞因子、紧密连接蛋白和TLR2/4的表达,同时调节了结肠固有层中Th17和Treg细胞的平衡。CTX引起的脾肿大可能与骨髓抑制后的代偿性髓外造血有关,TB处理显著减轻了这种脾肿大,提示其对骨髓造血储备的保护作用。TB恢复了IgG、IgA和IgM的产生,增强了体液免疫功能。TB通过降低Treg比例、适当提高Th17/Treg比值来对抗免疫抑制状态。由于TB的复杂成分在上消化道难以消化,肠道菌群在其生物转化中发挥主要作用。在菌群层面,TBH和TBM组最显著富集的是乳酸杆菌属和候选糖单胞菌属,前者通过多种机制促进肠道健康和黏膜免疫,后者与乳酸杆菌丰度常呈正相关,可能也参与调节肠道免疫稳态。在代谢物层面,二酰甘油系列脂质代谢物作为免疫信号中间体值得关注。综合分析表明,TBH和TBM组共享显著激活的咖啡因代谢以及由Dg系列脂质和组胺驱动的免疫相关通路富集趋势,而两组间的差异在于TBH组还表现出广泛的神经-内分泌通路富集趋势,TBM组则额外显著激活了组氨酸代谢并整体抑制了色氨酸代谢。
结论部分翻译: 总之,本研究表明TB缓解了CTX诱导的小鼠免疫抑制,恢复了系统和肠道免疫参数。有益的肠道细菌,包括乳酸杆菌属(Lactobacillus)和候选糖单胞菌属(Candidatus Saccharimonas),随着重构的菌群-代谢物网络而被富集。咖啡因和组氨酸代谢以及与Dg系列脂质代谢物相关的免疫信号通路可能参与了这些效应,但此处观察到的关联是相关性的,需要进一步验证。鉴于其天然来源和良好的安全性,TB可作为食品和药品中的免疫调节成分,但其在人体中的功效和机制尚不清楚。
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