中药三叶青活性成分,竟成抗溃疡性结肠炎新星!

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溃疡性结肠炎(UC)是一种具有复发性和缓解性特征的炎症性肠病(IBD),其显著特征为黏膜炎症,该炎症通常始于远端结肠,并可能逐步向近端扩展,最终可能累及整个结肠。UC的发病率在年龄上呈现双峰分布,其中第一个高峰出现在20至30岁之间,第二个高峰则出现在50至80岁这一年龄段。鉴于其发病率呈现不断上升的态势,针对UC的药物研发工作已显得尤为迫切。

三叶青(SYQ),因其“清热解毒”之特性在医药领域备受瞩目。当代科学研究已证实其多重药理作用,包括但不限于降低炎症水平、缓解氧化应激反应、有效抵御细菌感染引发的肺炎等。尽管多项研究表明SYQ叶提取物在抑制DSS诱导的结肠炎方面具有显著效果,但关于具体作用机制,目前尚需进一步探索与明确。

一篇名为“Mechanism of Nicotiflorin in San-Ye-Qing rhizome for anti-inflammatory effect in ulcerative colitis”的论文,在权威医学期刊《Phytomedicine》上发表,对此进行了深入研究。

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图1 论文首页

SYQ对UC小鼠具有治疗作用

研究构建了UC小鼠模型,并且以5-ASA作为阳性对照药物(图2A)。结果显示,与NC组相较,经过DSS处理的小鼠体重显著降低,表明UC模型构建成功。然而,经过SYQ治疗后,小鼠的体重出现了显著的回升(图2B)。DAI评分方面,DSS处理的小鼠DAI评分显著上升,而SYQ处理组的小鼠DAI评分则显著下降(图2C)。

进一步分析显示,与NC组相比,DSS处理组的小鼠结肠长度显著缩短。经SYQ治疗后,小鼠的结肠长度得到明显恢复(图2D-E)。为深入理解这一过程,研究提取了小鼠的结肠组织,并测定了MPO活性。结果显示,DSS处理组小鼠结肠组织的MPO活性较对照组明显升高,而SYQ处理则显著降低了MPO活性(图2F)。

同时,研究采用ELISA法检测了小鼠血清中的炎症细胞因子。结果表明,DSS和SYQ处理对小鼠血清中IL-1β、IL-6和TNF-α水平产生了显著影响。与NC组相比,DSS处理组小鼠血清中的IL-1β、IL-6和TNF-α水平显著升高。相反,与DSS组相比,SYQ处理组小鼠的相关炎症水平显著下降(图2G-I)。这为进一步理解SYQ的治疗效果提供了重要依据。

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图2 SYQ对UC小鼠的体重、结肠长度以及炎症因子水平的影响

组织病理学分析结果表明,经DSS处理的小鼠其组织病理学评分显著上升,相反,SYQ治疗的小鼠则呈现出明显的评分下降趋势(图3A-B)。为深入探究SYQ治疗对小鼠结肠炎模型结肠黏液屏障的具体效应,研究采用AB-PAS染色技术,对结肠组织进行了细致观察。结果显示,与对照组相较,DSS处理的小鼠结肠组织中粘蛋白含量显著减少,这一变化直接导致了黏液屏障的受损。而在SYQ治疗组中,粘液蛋白水平得到了显著提升,且结肠黏液屏障的损伤程度也相应减轻(图3C)。

此外,为全面评估小鼠的肠黏膜通透性,研究还采用了灌胃FITC-右旋糖酐的方法进行检测。结果显示,与对照组相比,DSS组小鼠表现出显著的屏障破坏现象,且进入循环系统的FITC-右旋糖酐数量大幅增加。然而,SYQ治疗后,小鼠的黏膜通透性明显降低,屏障损伤程度亦有所减轻(图3D)。

进一步地,研究通过检测两种关键的肠上皮屏障指标——粘附连接蛋白e-钙粘蛋白和紧密连接蛋白Occludin,以探究SYQ治疗对肠上皮屏障功能的具体影响。结果显示,与NC组相比,DSS处理的小鼠结肠组织中e-钙粘蛋白的表达量显著减少,这一发现得到了E-cadherin免疫荧光染色的有力支持。但给予SYQ治疗后,e-钙粘蛋白的表达得到了有效恢复(图3E-F)。

同样,Occludin免疫荧光染色结果也显示出了类似的变化趋势。与对照组相比,DSS组小鼠结肠组织中Occludin的表达量明显降低。在SYQ治疗组的小鼠中,Occludin的表达水平得到了显著恢复(图3G-H)。这些发现为SYQ在治疗结肠炎及保护肠上皮屏障功能方面的潜力提供了有力证据。

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图3 SYQ对UC小鼠组织病理学的影响

综上所述,SYQ在治疗小鼠UC方面所展现的潜在治疗价值,这对于进一步探索SYQ在治疗UC领域的应用具有重要意义

分子对接分析

NF-κB信号通路被正式确认为SYQ在治疗溃疡性结肠炎中的潜在靶标通路,研究者经过深入研究发现NLRP3炎症小体的启动与激活与NF-κB信号通路的激活存在紧密关联,同时Nicotiflorin是SYQ中浓度最高的主要化合物。为了探究Nicotiflorin与NF-κB信号通路以及NLRP3炎症小体之间的相互作用机制,采用了分子对接技术,以量化Nicotiflorin与五个核心靶标(即TLR4/MD2、p65、Caspase-1、NLRP3和IL-1β)的结合能。结果显示,Nicotiflorin与上述五个靶点均展现出较强的结合能力(图4A-E),这一发现提示,Nicotiflorin可能通过调节TLR4/NF-κB信号传导途径以及激活NLRP3炎症小体,进而对UC产生潜在的治疗影响

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图4 分子对接图

Nicotiflorin通过抑制NF-κB通路和NLRP3炎症小体激活来抑制体外炎症

研究还从小鼠中分离了骨髓来源的巨噬细胞(BMDM)并构建了相应的炎症模型。经实验观察,发现Nicotiflorin能够显著降低NF-κB p65和IκBα的磷酸化水平,这一发现暗示Nicotiflorin对细胞炎症的抑制作用可能是通过调控NF-κB信号通路的下游活动来实现的(图5A)。考虑到IL-1β和IL-18是炎症小体激活的关键标志物,研究发现经LPS和ATP刺激的BMDM细胞显著增加了IL-1β和IL-18的分泌,然而,Nicotiflorin的处理显著抑制了这两种细胞因子的分泌(图5B-C)。此外,WB分析确认了Nicotiflorin能够有效抑制炎症体相关蛋白的表达和激活。综上所述,Nicotiflorin对NF-κB通路和NLRP3炎症小体激活的显著抑制作用(图5D-E)。

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图5 Nicotiflorin 通过抑制NF-κB激活和NLRP3炎症小体激活来抑制体外炎症

结论

总之,从SYQ的根茎中提取的提取物具备针对UC的治疗潜力。其关键活性成分Nicotiflorin在作用机制上,通过抑制NF-κB信号通路和激活NLRP3炎症小体,展现出了显著的抗炎效果

参考文献:

Ruan Y, Zhu X, Shen J, Chen H, Zhou G. Mechanism of Nicotiflorin in San-Ye-Qing rhizome for anti-inflammatory effect in ulcerative colitis. Phytomedicine. 2024 Jul;129:155564. doi: 10.1016/j.phymed.2024.155564

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