【写在前面】:本期推荐的是由郑州大学第一附属医院麻醉、疼痛及围手术期医学科、美国国家食品药品监督管理局、北京中医药大学中药学院临床中药系、郑州大学第一附属医院慢性病防治与智能健康管理河南省重点实验室等研究团队合作近期发表于Redox Biology(IF11.9)的一篇文章,揭示白头翁皂苷B4通过重塑肠道微生物组和代谢产物激活芳基烃受体,减轻肠道氧化应激和NLRP3炎性体,从而缓解溃疡性结肠炎。
【期刊简介】
【题目及作者信息】
Anemoside B4 alleviates ulcerative colitis by attenuating intestinal oxidative stress and NLRP3 inflammasome via activating aryl hydrocarbon receptor through remodeling the gut microbiome and metabolites
溃疡性结肠炎(UC)是一种慢性非特异性肠道炎症性疾病,近年来全球发病率显著增加。氧化应激和炎症是UC发病机制的两个标志。白头翁皂苷B4(AB4)是一种五环三萜皂苷,具有显著的抗氧化和抗炎特性,具有预防UC的潜力。在这里,使用右旋糖酐硫酸钠(DSS)诱导的动物模型来研究AB4对UC的影响。结果表明,AB4显著降低了UC小鼠的肠道氧化应激和炎症,同时保护了肠道屏障功能。此外,AB4主要通过调节乳杆菌的丰度来帮助恢复肠道微生物平衡,乳杆菌可以增强短链脂肪酸的代谢并上调丁酸(BA)的产生。伪无菌小鼠和粪便微生物群移植(FMT)表明,AB4以肠道微生物依赖的方式显著减轻了UC。AB4和BA均显著激活芳香烃受体(AhR)。肠道类器官结果表明,BA可能激活AhR以抑制ROS的产生和NLRP3炎性小体的激活,从而保护肠道的完整性。AhR拮抗剂的给药消除了保护作用,从而证实了AhR参与了潜在机制。总体而言,这些结果表明,AB4是一种有效的抗UC药物,主要通过肠道微生物短链脂肪酸代谢产物激活AhR来抑制肠道氧化应激和炎症。
【前言】
溃疡性结肠炎(UC)是一种慢性炎症性疾病,主要影响结肠和直肠的粘膜下层。它是炎症性肠病(IBD)最常见的形式。UC的临床症状包括腹泻、腹痛、便血和体重减轻。UC的主要病理变化始于直肠的逆行过程,可能涉及整个结肠。这一过程会导致肠黏膜水肿、充血、糜烂、出血、脓肿和溃疡,显著影响患者的生活质量和经济状况。UC病程长,易复发,治疗难度大,近年来其发病率在全球范围内呈上升趋势。UC的发展与遗传、环境和免疫因素密切相关,尽管其确切的发病机制尚不清楚。目前,氨基水杨酸和柳氮磺胺吡啶等药物用于治疗UC。然而,这些药物可能会导致药物耐受和严重的副作用。因此,确定和开发新的有效治疗UC的方法是一个紧迫的临床问题。
天然产物是化学多样性的基本来源,在药物发现中起着至关重要的作用,促使我们探索针对UC的有价值的活性分子。白头翁皂苷Anemoside B4(AB4)是一种五环三萜皂苷,具有多种药理作用,包括抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒和免疫调节特性。基于这些效应,我们假设AB4可能对UC具有治疗作用。然而,AB4与UC的详细机制和潜在治疗靶点尚不清楚。
本研究旨在评估AB4抑制肠道氧化应激和炎症的抗UC活性,并通过基于16S rRNA的微生物群分析和代谢组学研究其对肠道微生物群组成和代谢组的影响。粪便微生物群移植(FMT)被用来证实AB4的保护作用是以肠道微生物群依赖的方式调节的。我们的研究结果表明,AB4显著富集了肠道微生物群衍生的SCFA代谢物,这可能通过直接靶向AhR来缓解UC。我们确定丁酸是AB4对UC有益作用的关键介质。此外,肠道类器官研究表明,丁酸可以通过激活AhR信号通路来治疗UC。总的来说,这项研究强调了AB4是一种有前景的药物,可以抑制肠道氧化应激和炎症,治疗UC,并阐明了其作用机制。
【结果部分】
1.AB4缓解DSS诱导的小鼠结肠炎。
2.AB4抑制炎症,保护肠道屏障功能障碍,以减轻小鼠的结肠炎。
3.AB4通过恢复肠道微生物多样性改善了UC小鼠。
4.AB4改善了UC小鼠肠道微生物组成。
5.AB4对UC小鼠肠道微生物代谢物比较分析的影响。
6.AB4对DSS诱导的UC小鼠肠道微生物代谢物的影响。
7.AB4抑制UC小鼠的氧化应激和炎症。
8.粪便微生物移植后AB4对DSS诱导的UC小鼠的影响。
9.AB4通过肠道微生物群短链脂肪酸代谢物依赖的方式减弱UC,并激活AHR
10.AB4的肠道微生物SCFA代谢物通过激活AHR改善UC小鼠。
11.丁酸保护DSS损伤的肠道类器官激活AHR。
12.AhR是介导AB4抗UC作用的关键靶点。
【结论与讨论】
总之,我们的研究结果表明,AB4调节肠道微生物组以增加BA的产生,从而激活AHR。这一过程有助于减少肠道氧化应激和炎症,增强肠道屏障的完整性,最终缓解UC的症状。我们的研究提出了一种AB4对UC具有保护作用的新机制。我们收集的数据可能有助于开发有前景的UC治疗方法,通过靶向特定的代谢物或细菌来改善病情。
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