【寫在前面】:本期推薦的是由鄭州大學第一附屬醫院麻醉、疼痛及圍手術期醫學科、美國國家食品藥品監督管理局、北京中醫藥大學中藥學院臨床中藥系、鄭州大學第一附屬醫院慢性病防治與智能健康管理河南省重點實驗室等研究團隊合作近期發表于Redox Biology(IF11.9)的一篇文章,揭示白頭翁皂苷B4通過重塑腸道微生物組和代謝產物激活芳基烴受體,減輕腸道氧化應激和NLRP3炎性體,從而緩解潰瘍性結腸炎。
【期刊簡介】
【題目及作者信息】
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
潰瘍性結腸炎(UC)是一種慢性非特異性腸道炎癥性疾病,近年來全球發病率顯著增加。氧化應激和炎癥是UC發病機制的兩個標志。白頭翁皂苷B4(AB4)是一種五環三萜皂苷,具有顯著的抗氧化和抗炎特性,具有預防UC的潛力。在這里,使用右旋糖酐硫酸鈉(DSS)誘導的動物模型來研究AB4對UC的影響。結果表明,AB4顯著降低了UC小鼠的腸道氧化應激和炎癥,同時保護了腸道屏障功能。此外,AB4主要通過調節乳桿菌的豐度來幫助恢復腸道微生物平衡,乳桿菌可以增強短鏈脂肪酸的代謝并上調丁酸(BA)的產生。偽無菌小鼠和糞便微生物群移植(FMT)表明,AB4以腸道微生物依賴的方式顯著減輕了UC。AB4和BA均顯著激活芳香烴受體(AhR)。腸道類器官結果表明,BA可能激活AhR以抑制ROS的產生和NLRP3炎性小體的激活,從而保護腸道的完整性。AhR拮抗劑的給藥消除了保護作用,從而證實了AhR參與了潛在機制。總體而言,這些結果表明,AB4是一種有效的抗UC藥物,主要通過腸道微生物短鏈脂肪酸代謝產物激活AhR來抑制腸道氧化應激和炎癥。
【前言】
潰瘍性結腸炎(UC)是一種慢性炎癥性疾病,主要影響結腸和直腸的粘膜下層。它是炎癥性腸病(IBD)最常見的形式。UC的臨床癥狀包括腹瀉、腹痛、便血和體重減輕。UC的主要病理變化始于直腸的逆行過程,可能涉及整個結腸。這一過程會導致腸黏膜水腫、充血、糜爛、出血、膿腫和潰瘍,顯著影響患者的生活質量和經濟狀況。UC病程長,易復發,治療難度大,近年來其發病率在全球范圍內呈上升趨勢。UC的發展與遺傳、環境和免疫因素密切相關,盡管其確切的發病機制尚不清楚。目前,氨基水楊酸和柳氮磺胺吡啶等藥物用于治療UC。然而,這些藥物可能會導致藥物耐受和嚴重的副作用。因此,確定和開發新的有效治療UC的方法是一個緊迫的臨床問題。
天然產物是化學多樣性的基本來源,在藥物發現中起著至關重要的作用,促使我們探索針對UC的有價值的活性分子。白頭翁皂苷Anemoside B4(AB4)是一種五環三萜皂苷,具有多種藥理作用,包括抗炎、抗氧化、抗腫瘤、抗病毒和免疫調節特性。基于這些效應,我們假設AB4可能對UC具有治療作用。然而,AB4與UC的詳細機制和潛在治療靶點尚不清楚。
本研究旨在評估AB4抑制腸道氧化應激和炎癥的抗UC活性,并通過基于16S rRNA的微生物群分析和代謝組學研究其對腸道微生物群組成和代謝組的影響。糞便微生物群移植(FMT)被用來證實AB4的保護作用是以腸道微生物群依賴的方式調節的。我們的研究結果表明,AB4顯著富集了腸道微生物群衍生的SCFA代謝物,這可能通過直接靶向AhR來緩解UC。我們確定丁酸是AB4對UC有益作用的關鍵介質。此外,腸道類器官研究表明,丁酸可以通過激活AhR信號通路來治療UC。總的來說,這項研究強調了AB4是一種有前景的藥物,可以抑制腸道氧化應激和炎癥,治療UC,并闡明了其作用機制。
【結果部分】
1.AB4緩解DSS誘導的小鼠結腸炎。
2.AB4抑制炎癥,保護腸道屏障功能障礙,以減輕小鼠的結腸炎。
3.AB4通過恢復腸道微生物多樣性改善了UC小鼠。
4.AB4改善了UC小鼠腸道微生物組成。
5.AB4對UC小鼠腸道微生物代謝物比較分析的影響。
6.AB4對DSS誘導的UC小鼠腸道微生物代謝物的影響。
7.AB4抑制UC小鼠的氧化應激和炎癥。
8.糞便微生物移植后AB4對DSS誘導的UC小鼠的影響。
9.AB4通過腸道微生物群短鏈脂肪酸代謝物依賴的方式減弱UC,并激活AHR
10.AB4的腸道微生物SCFA代謝物通過激活AHR改善UC小鼠。
11.丁酸保護DSS損傷的腸道類器官激活AHR。
12.AhR是介導AB4抗UC作用的關鍵靶點。
【結論與討論】
總之,我們的研究結果表明,AB4調節腸道微生物組以增加BA的產生,從而激活AHR。這一過程有助于減少腸道氧化應激和炎癥,增強腸道屏障的完整性,最終緩解UC的癥狀。我們的研究提出了一種AB4對UC具有保護作用的新機制。我們收集的數據可能有助于開發有前景的UC治療方法,通過靶向特定的代謝物或細菌來改善病情。
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