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葡萄籽提取物或可防治炎症性肠病 Engineering


发布时间:2025-01-23


近日,中美科学家在炎症性肠病(IBD)防治研究方面取得重要进展。由哥伦比亚大学、中原食品实验室、德克萨斯大学等机构组成的研究团队发现葡萄籽提取物原花青素 C1(PCC1)可通过改变肠道菌群,防治炎症性肠病,为相关疾病的治疗提供了新思路,相关研究以“Procyanidin C1 Modulates the Microbiome to Increase FOXO1 Signaling and Valeric Acid Levels to Protect the Mucosal Barrier in Inflammatory Bowel Disease”(原花青素C1通过肠道菌群增强FOXO1信号和戊酸水平对炎症性肠病黏膜屏障的保护作用)为题发表于中国工程院院刊《Engineering》。

炎症性肠病包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,是一类慢性肠道炎症疾病,其典型症状为结肠中杯状细胞数量减少、黏液合成降低,肠道黏膜屏障变薄,易引发有害微生物黏附和入侵,进而损伤上皮细胞。目前,临床治疗药物存在疗效和副作用等问题,因此,探索新的治疗策略迫在眉睫。

研究团队通过构建葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠 IBD 模型,发现 PCC1 预处理具有显著的抗炎作用。与未处理的模型组小鼠相比,PCC1 预处理组小鼠体重减轻情况得到缓解,疾病活动指数(DAI)降低,结肠长度增加,黏膜屏障得到有效保护。同时,PCC1 预处理组小鼠肠道上皮细胞中自噬标记物微管相关蛋白 1 轻链 3(LC3)表达水平显著升高,表明 PCC1 可能通过调节自噬过程来保护肠道黏膜屏障。

图1. PCC1预处理小鼠的粪便移植再现了对IBD的治疗作用。在诱发IBD之前,给无菌小鼠移植PCC1预处理组小鼠或对照组小鼠的粪便微生物群。(a)本研究粪菌移植的实验模型示意图。将从对照组(FTM‐CON)和PCC1组(FTM‐PCC1)提取的粪便移植到受体小鼠体内进行预防性治疗。ABX:抗生素;(b)FMT‐CON组和FMT‐PCC1组给予含2.5% DSS无菌水后的体重变化百分比(与基线相比)和(c)DAI评分;(d)FMT‐CON组和FMT‐PCC1组小鼠的结肠图像和结肠长度测量结果;(e)FMT‐CON组和FMT‐PCC1组小鼠的结肠组织HE染色结果;(f)DSS处理后第6天,通过qPCR方法分析结肠组织中TNF‐α、IFN‐γ和IL‐6的表达水平。

16S 测序结果显示,PCC1 预处理改变了小鼠结肠菌群组成,提高了嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila)和小克里斯滕森氏菌(Christensenella minuta)等有益菌的丰度。粪菌移植(FMT)实验进一步证实,将 PCC1 处理小鼠的微生物群移植到未处理小鼠体内,可重现对 IBD 的保护作用,减轻炎症症状,增加黏液层厚度,降低炎症标记物表达水平。

代谢谱分析表明,PCC1 预处理组和 FMT 组小鼠的菌群衍生代谢物戊酸(VA)水平均显著升高。补充 VA 实验显示,VA 可有效预防 IBD,增加结肠长度,改善体重、DAI 和肠道渗透性,降低促炎因子表达水平。抑制剂实验证实,肠上皮杯状细胞中的 FOXO1 信号传导介导了 VA 对黏液层的有益作用。

图2. PCC1改变了微生物群的组成,并增加了戊酸的产生。戊酸的增加促进了FOXO1信号传导和自噬,从而增加了黏液分泌。

研究表明,葡萄籽中的 PCC1 通过改变肠道菌群产生抗炎作用,为防治炎症性肠病提供了新的途径。这一发现强调了肠道菌群在疾病发生发展中的关键作用,也为开发基于菌群调节的治疗策略提供了理论依据。

据悉,研究团队下一步将深入探究 PCC1 与肠道菌群及宿主细胞之间的相互作用机制,进一步明确其在炎症性肠病防治中的作用靶点,为临床治疗提供更精准的理论支持。同时,他们还将探索如何优化 PCC1 的使用方式,提高其生物利用度,以更好地发挥其防治炎症性肠病的功效。


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