科学家发现山楂益生菌后生元改善便秘的新机制——多通路抑制“泛凋亡”

近日有研究团队在《Frontiers in Immunology》期刊发表了题为“The postbiotic of hawthorn-probiotic ameliorates constipation by multi-pathway inhibition of PANoptosis in intestinal epithelial cells”的论文。

1、调节肠道环境，抑制“泛凋亡”，保护肠道屏障

前期研究显示，模型组小鼠出现便秘症状，山楂组、益生菌组和山楂-益生菌后生元组均能改善症状，其中山楂-益生菌后生元组效果最佳。显微镜观察显示，模型组细胞死亡增加，形态异常，出现凋亡和焦亡特征。CCK-8检测表明，模型组细胞活力显著下降，各药物干预组均能提高细胞活力，其中山楂-益生菌后生元组使细胞活力完全恢复至正常水平。结果证实药物干预能逆转细胞损伤，山楂-益生菌后生元组保护作用最突出。

2、阻断细胞“自杀”信号：CASP3通路

Annexin V-FITC/PI流式分析显示，模型组细胞凋亡率为32.77%，显著高于正常组。三组治疗均具有抗凋亡效果：H组10.88%、P组9.55%、HP组7.89%，均显著低于模型组，其中HP组抑制作用最强。检测凋亡通路关键基因Caspase-3、Caspase-9和TNF-α的mRNA表达，模型组显著升高，各治疗组均降低。

3、抑制“炎性死亡”：NLRP3-GSDMD通路

在焦亡过程中，NLRP3可识别信号并启动炎症小体，Caspase-1对GSDMD进行剪切，同时催化IL-1β/IL-18成熟，进而GSDMD形成膜孔以释放炎症介质。检测结果表明，M组焦亡基因表达水平升高，而H组、P组和HP组则降低。

4、缓解“坏死性凋亡”：ZBP1是关键

采用YO-PRO-1/PI染色检测坏死性凋亡。与对照组相比，模型组YO-PRO-1和PI阳性细胞增多，HP组显著减少。根据流式细胞术分析，HP组的坏死性凋亡水平为2.76%，这一数值显著低于模型组，与先前研究中关于坏死性凋亡相关基因在肿瘤免疫微环境中的作用相一致。ZBP1是坏死性凋亡关键调控分子，模型组ZBP1 mRNA显著升高，H、P和HP组均降低，HP组最低。

5、多基因协同，缓解便秘表型

免疫组化与Western blot检测结果显示，模型组小鼠结肠中凋亡相关基因蛋白水平升高，qPCR检测表明半胱天冬酶-3 mRNA水平亦升高。HP组可使这些水平降低，这表明HP能够通过调控Bcl-2/Bax轴来阻断CASP3介导的凋亡，进而减轻损伤。

6、调节免疫平衡，重建肠道健康环境

M组脾脏CD4+ T细胞比例升高，显示便秘时辅助T细胞过度激活；HP组回调该比例，抑制CD4+ T细胞增殖。M组IL-2+ CD4+ T细胞比例达40.2%，促进B细胞分化；HP干预后降至24.7%，抑制体液免疫。M组IL-17A+ CD4+ T细胞扩增诱导中性粒细胞浸润和肠屏障损伤；HP干预后该亚群减少。M组中，Th1型IFN-γ+ CD4+ T细胞的数量略有下降，而HP组则维持在该细胞的基础水平。M组CD8+ T细胞中IL-2+亚群扩增；HP干预后略降。各组IFN-γ+ CD8+ T细胞无差异。HP通过重塑Th1/Th2/Th17平衡和调控CD8+ T细胞，构建肠道免疫稳态。

7、网络药理学揭示多靶点作用机制

网络药理学分析筛选出40个便秘治疗相关的泛凋亡基因，构建PPI网络得到TP53、TNF、BCL2等10个核心靶点，涉及凋亡、炎症和应激反应。GO富集显示靶点调控NF-κB信号、凋亡过程及转录等功能，KEGG分析表明靶点参与NOD样受体、IL-17和TNF等炎症与免疫通路。

参考资料：The postbiotic of hawthorn-probiotic ameliorates constipation by multi-pathway inhibition of PANoptosis in intestinal epithelial cells. Doi: 10.3389/fimmu.2025.1622619.