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原标题：Sporoderm-broken of Ganoderma lucidum spore polysaccharides alleviate dextran sulfate sodium-induced colon inflammation in mice by regulating Th17/Treg homeostasis and restore gut microbiota balance

译题：灵芝孢子多糖的孢子皮破碎通过调节Th17/Treg稳态缓解小鼠葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎症，恢复肠道菌群平衡

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杂志：《International Journal of Biological Macromolecules》

 IF:    8.5

分区： 中科院二区

DOI:   10.1016/j.ijbiomac.2025.147015 

发表时间：2025 年 8 月 20 日

研究背景

炎症性肠病（IBD）作为全球性重大健康问题，在过去二十年中全球发病率显著上升，其主要包含克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC）两类。这类慢性进行性炎症性疾病会损害胃肠道，可能导致不可逆的肠道损伤，不仅具有高患病率、低治愈率的特点，还会引发多种并发症，给全球医疗体系带来沉重负担，因此亟需有效的治疗手段。

目前，IBD的发病机制尚未完全明确，但研究已证实其与遗传易感性、肠道屏障功能障碍、免疫调节异常以及肠道菌群改变等多种因素相互作用密切相关。其中，肠道菌群失衡、肠道屏障功能受损和免疫应答异常被认为是诱发IBD的关键因素。在免疫调节方面，Th17/Treg细胞平衡在IBD发病机制研究中备受关注。Th17细胞主要分布在肠黏膜表面，分泌如IL-17等细胞因子，加剧慢性肠道炎症；而Treg细胞则通过抑制免疫应答来对抗过度免疫激活，保护肠道组织。在IBD患者中，Th17细胞增多且Treg细胞功能异常，这种Th17/Treg失衡被视为IBD病理生理过程中的核心机制。

现有IBD治疗手段包括氨基水杨酸类药物、糖皮质激素、免疫抑制剂、生物制剂以及新型小分子药物等。尽管这些治疗能在一定程度上缓解症状、延缓疾病进展，但存在副作用明显、复发率高、易产生耐药性等局限性，导致治疗效果大打折扣。在此背景下，天然产物凭借其抗炎活性强、毒性低、安全性好的优势，成为IBD治疗研究的热点方向。众多研究表明，天然多糖具有出色的免疫调节和抗炎特性，能通过调节免疫系统、修复黏膜完整性、调控肠道菌群等多种途径缓解IBD症状，其作用机制包括抑制炎症细胞因子产生、调节免疫细胞应答、增强抗氧化防御能力，同时还能影响肠道菌群组成，维持肠道稳态，阻止疾病进展。

灵芝孢子作为传统药用真菌的重要部分，含有丰富的活性成分，但天然灵芝孢子具有双层结构，极大地限制了人体对其有效成分的吸收。为提高生物利用度，破壁灵芝孢子成为常用原料，而多糖是灵芝孢子中的主要活性成分，已被证实具有免疫调节、抗肿瘤、抗肥胖和抗炎等多种功效。此前研究虽发现灵芝孢子多糖（GLSPs）对IBD有缓解作用，但具体的活性组分及其发挥作用的分子机制仍不明确，这一科学问题的未解，也为进一步研究指明了方向——亟需筛选出破壁灵芝孢子多糖中具有抗IBD活性的关键组分，并深入解析其作用机制，为IBD治疗提供新的思路和理论依据。

近日，北京中医药大学王林元教授研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》杂志发表了以“Sporoderm-broken of Ganoderma lucidum spore polysaccharides alleviate dextran sulfate sodium-induced colon inflammation in mice by regulating Th17/Treg homeostasis and restore gut microbiota balance”为题的文章，揭示了破壁灵芝孢子多糖中的活性组分BGLSP-B2可通过调节Th17/Treg细胞平衡、修复肠道屏障功能以及恢复肠道菌群稳态，有效缓解葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎，为炎症性肠病的治疗提供了新的潜在策略和理论基础。

研究方法

（一）材料制备与纯化

1.原料获取：破壁灵芝孢子购自浙江寿仙谷药业有限公司，葡聚糖硫酸钠（DSS，分子量36-50 kDa）购自MP Biomedicals公司，相关ELISA试剂盒、抗体等试剂分别来自不同专业生物公司，且所有试剂均为分析纯级别。

2.BGLSP-B2制备：参照已有方法并稍作修改提取纯化BGLSPs。先将样品用乙醇溶液过夜脱脂脱色，干燥残渣经热水提取后，浓缩液用4倍体积无水乙醇在4℃沉淀得到粗提物；粗提物水溶后用Sevag法脱蛋白、石油醚去脂、AB-8大孔树脂除色素，再经透析（3000 Da）、浓缩、冷冻干燥获得粗多糖；粗多糖上样至DEAE-纤维素柱，用不同浓度NaCl溶液洗脱得到BGLSP-A和BGLSP-B；BGLSP-B进一步通过Sephacryl S-400 HR柱层析，结合苯酚-硫酸法监测，最终得到BGLSP-B1和BGLSP-B2两个亚组分。

（二）BGLSP-B2理化性质分析

采用多种技术对BGLSP-B2进行表征：通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR，波长范围4000-400 cm⁻¹，分辨率4 cm⁻¹）分析其化学键模式；利用高分辨率场发射扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）观察形态特征；采用凝胶渗透色谱（GPC）测定分子量；借助配备Xbridge C18柱的高效液相色谱系统分析单糖组成。

（三）动物实验设计

1.实验动物与饲养：选用6-8周龄、体重18-22 g的雄性C57BL/6小鼠，购自SBF生物技术有限公司，饲养环境严格控制（温度22±24℃、相对湿度50±10%、12/12小时光暗循环），自由摄食饮水。

2.IBD模型构建与给药：采用DSS诱导建立小鼠急性和慢性IBD模型，参照前期研究设置建模方法和给药方案，将小鼠分为对照组、模型组、5-氨基水杨酸（5-ASA）阳性对照组以及不同剂量BGLSP-B2处理组，评估BGLSP-B2的预防和治疗效果。

（四）检测与分析方法

1.疾病活动指数（DAI）与器官指数评估：DAI基于粪便性状、便血情况和体重减轻三个指标评分；实验结束后计算脾脏指数和胸腺指数，测量结肠长度，评估肠道损伤程度。

2.组织病理学观察：采用苏木精-伊红（H&E）染色观察结肠组织病理变化和炎症浸润，阿尔辛蓝-过碘酸雪夫（AB-PAS）染色观察杯状细胞数量，通过透射电子显微镜（TEM）观察肠道屏障超微结构（紧密连接、微绒毛、线粒体等）。

3.免疫相关检测：运用免疫荧光染色检测肠道屏障蛋白（ZO-1、Occludin、MUC2）表达；通过蛋白质印迹法（Western blotting）分析相关蛋白表达水平；采用实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测炎症相关基因表达；利用流式细胞术分析脾脏和结肠中巨噬细胞、Th17细胞（CD3⁺CD4⁺IL-17A⁺）和Treg细胞（CD3⁺CD4⁺CD25⁺FOXP3⁺）比例。

4.肠道菌群分析：提取结肠内容物DNA，采用16S rRNA测序（靶向V3-V4区）分析肠道菌群组成和多样性，通过α多样性（Chao1、Shannon、Simpson指数）和β多样性（主成分分析、主坐标分析、非度量多维尺度分析）评估菌群变化，结合LEfSe分析筛选差异菌群，利用相关性热图分析菌群与生理指标的关联。

5.转录组测序分析：提取结肠组织总RNA，构建RNA测序文库，进行转录组测序，筛选差异表达基因（DEGs），通过基因本体（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG） pathway富集分析，探究BGLSP-B2调控的关键通路（如Th17细胞分化相关通路）。

6.统计分析：所有数据用SPSS 20.0软件分析，以均值±标准误（SEM）表示，多组比较采用单因素方差分析（ANOVA）结合Tukey或LSD检验，菌群结构差异采用Wilcoxon秩和检验或Kruskal-Wallis检验，P<0.05为差异有统计学意义。

研究结果

（一）BGLSP-B2的理化性质与活性筛选

1.纯化与活性筛选：通过DEAE-纤维素柱和Sephacryl S-400 HR柱层析成功纯化得到BGLSP-B1和BGLSP-B2；在DSS诱导的NCM460细胞炎症模型中，BGLSP-B处理组细胞活力更高，显示出更强的抗炎活性，故选择BGLSP-B2进行后续实验。

2.理化特征：BGLSP-B2呈球形，形态均一性优于BGLSP-B1；FT-IR显示其与BGLSP-B1化学键模式高度相似，仅波数略有差异；分子量为1.81×10⁴ Da，且分子量分布均一（单一均一峰）；单糖组成以葡萄糖（74.02%）和甘露糖（13.01%）为主，而BGLSP-B1主要含葡萄糖（74.84%）和半乳糖（13.99%）。

（二）BGLSP-B2对DSS诱导急性IBD小鼠的保护作用

1.改善临床症状与器官损伤：BGLSP-B2显著缓解DSS诱导的小鼠稀便、便血症状，减少体重减轻，降低DAI评分；逆转DSS导致的结肠缩短，恢复脾脏指数和胸腺指数至接近正常水平，且呈剂量依赖性。

2.修复肠道组织与调节炎症因子：H&E和AB-PAS染色显示，BGLSP-B2处理组小鼠结肠黏膜相对完整，细胞排列紧密，杯状细胞数量增加，炎症细胞浸润减少；显著降低结肠组织中促炎因子（IL-1β、IL-6、IFN-γ、TNF-α）水平，升高抗炎因子IL-10（Treg来源）水平。

3.增强肠道屏障功能：免疫荧光和Western blotting结果表明，BGLSP-B2显著上调DSS处理小鼠肠道中ZO-1、Occludin和MUC2的表达，修复肠道屏障损伤。

（三）BGLSP-B2对DSS诱导慢性IBD小鼠的改善作用

1.缓解慢性炎症症状：在DSS诱导的慢性结肠炎模型中，BGLSP-B2显著减轻小鼠肠道水肿、稀便和便血，减少体重丢失，降低DAI评分，恢复结肠长度，纠正脾脏指数和胸腺指数的异常变化（P<0.05）。

2.保护肠道屏障与调节免疫：TEM观察显示，BGLSP-B2处理组小鼠肠上皮细胞膜完整，微绒毛长度和厚度均一，肠道屏障结构无明显异常；H&E和AB-PAS染色显示其减轻炎症浸润、增加杯状细胞数量；同时上调ZO-1、Occludin、MUC2表达，调节促炎和抗炎因子水平，恢复肠道免疫稳态（P<0.001）。

（四）BGLSP-B2对肠道菌群的调控作用

1.恢复菌群多样性与结构：α多样性分析显示，DSS模型组小鼠肠道菌群的Chao1、Shannon、Simpson指数显著低于对照组，BGLSP-B2处理后可逆转这一趋势；β多样性分析表明，BGLSP-B2组菌群组成与对照组高度相似，与模型组明显分离，提示其可恢复IBD小鼠肠道菌群组成至接近正常水平。

2.调节特定菌群丰度：在科水平上，BGLSP-B2使IBD小鼠肠道中Muribaculaceae、Lachnospiraceae、Akkermansiaceae、Bacteroidaceae、Enterobacteriaceae、Lactobacillaceae的丰度更接近对照组；在属水平上，显著降低大肠杆菌-志贺氏菌（Escherichia-Shigella）和阿克曼氏菌（Akkermansia）丰度，升高拟杆菌（Bacteroides）、毛螺菌科NK4A136组（Lachnospiraceae_NK4）和乳杆菌（Lactobacillus）丰度。

3.菌群与生理指标的关联：相关性分析显示，埃里希体属（Erysipelatoclestridium）、大肠杆菌-志贺氏菌、布劳特氏菌（Blautia）、阿克曼氏菌与体重、结肠长度、IL-10、Treg细胞呈负相关，与IL-17、IL-6、脾脏指数呈正相关；而乳杆菌、利吉尔乳杆菌（Ligilactobacillus）、毛螺菌科NK4A136组与上述指标呈相反相关性（P<0.05）。

（五）BGLSP-B2对Th17/Treg平衡的调控机制

1.转录组揭示关键通路：转录组分析显示，BGLSP-B2显著调控DSS诱导结肠炎小鼠中与Th17免疫应答相关的基因表达，GO和KEGG富集分析表明差异表达基因参与免疫应答、细胞因子信号通路及肠道免疫系统调控，尤其富集于Th17通路；BGLSP-B2下调IL-17ra_1、IL-23r、IL-22ra2等炎症相关基因及Th17细胞分化相关基因的表达。

2.恢复Th17/Treg平衡：Western blotting和RT-qPCR结果显示，DSS模型组小鼠结肠组织中IL-17、RORγt（Th17细胞关键转录因子）表达显著升高，FOXP3（Treg细胞关键转录因子）表达显著降低，BGLSP-B2处理可显著逆转这些变化；流式细胞术表明，BGLSP-B2减少DSS诱导的CD4⁺IL-17A⁺Th17细胞比例，增加CD25⁺Foxp3⁺Treg细胞比例，恢复Th17/Treg平衡。

研究总结

本研究通过系统实验，从活性筛选、理化分析、动物模型验证到机制探究，全面揭示了破壁灵芝孢子多糖中活性组分BGLSP-B2对DSS诱导小鼠结肠炎的缓解作用及分子机制。研究首先从破壁灵芝孢子中纯化得到BGLSP-B2，明确其分子量（1.81×10⁴ Da）、单糖组成（葡萄糖为主，含甘露糖）及形态特征；随后在急性和慢性DSS诱导的小鼠IBD模型中证实，BGLSP-B2可通过改善临床症状（减轻体重丢失、稀便、便血，降低DAI评分）、修复肠道组织损伤（减少炎症浸润、增加杯状细胞数量）、增强肠道屏障功能（上调ZO-1、Occludin、MUC2表达）发挥保护作用。从作用机制来看，BGLSP-B2主要通过两大核心途径缓解IBD：一是调控肠道菌群稳态，恢复菌群多样性，调节特定菌群（如降低致病菌大肠杆菌-志贺氏菌丰度，升高有益菌乳杆菌、毛螺菌科NK4A136组丰度），改善菌群失衡引发的炎症；二是调节免疫应答，尤其是恢复Th17/Treg细胞平衡，通过下调IL-17、RORγt表达，上调FOXP3表达，减少Th17细胞比例，增加Treg细胞比例，同时调节炎症因子水平（降低促炎因子、升高抗炎因子），抑制过度免疫反应。此外，转录组分析进一步证实BGLSP-B2通过调控Th17通路相关基因表达参与IBD缓解过程。综上，BGLSP-B2通过“肠道屏障修复-免疫平衡调节-肠道菌群重塑”的多途径协同作用，为IBD治疗提供了潜在的天然活性物质及理论依据。

创新点

1.明确活性组分与结构特征：首次从破壁灵芝孢子多糖中筛选并纯化得到具有抗IBD活性的关键组分BGLSP-B2，系统阐明其理化性质（如特定分子量、葡萄糖-甘露糖组成、均一形态），为后续研究其构效关系及开发应用奠定基础，解决了此前灵芝孢子多糖抗IBD活性组分不明确的问题。

2.多维度机制探究的系统性：不同于以往单一机制研究，本研究从肠道屏障功能、免疫调节（尤其是Th17/Treg平衡）、肠道菌群三个核心维度，结合转录组、16S rRNA测序、流式细胞术等多组学和分子生物学技术，全面解析BGLSP-B2的作用机制，揭示其“多靶点、多途径”协同缓解IBD的特性，为理解天然多糖抗IBD的复杂机制提供了更完整的视角。

3.对比优势与治疗潜力：将BGLSP-B2与现有IBD治疗手段（如益生菌、生物制剂）进行对比，发现其具有独特优势——相较于益生菌依赖活菌定植、易受个体差异影响，BGLSP-B2可直接与肠上皮细胞作用，增强黏液层和紧密连接完整性；相较于抗TNF-α等生物制剂可能引发全身免疫抑制，BGLSP-B2主要在肠道局部发挥作用，不损害全身免疫功能，凸显其作为IBD辅助或替代治疗的潜在价值。

启示

1.天然产物开发的方向：本研究证实破壁灵芝孢子多糖中BGLSP-B2具有高效、低毒的抗IBD活性，提示天然多糖（尤其是药用真菌来源多糖）是IBD治疗药物研发的重要资源库。未来可进一步挖掘天然多糖的活性组分，结合结构修饰技术（如调控分子量、优化单糖组成），提升其生物活性和靶向性，推动天然产物在炎症性疾病治疗中的转化应用。

2.IBD治疗策略的拓展：研究揭示的“肠道屏障-免疫-菌群”协同调控机制，提示IBD治疗需突破单一靶点局限，转向多维度综合干预。临床可借鉴这一思路，开发联合治疗方案（如多糖类物质与益生菌、低剂量抗炎药联用），通过修复肠道屏障、调节免疫平衡、重塑菌群稳态，实现IBD的长期缓解，降低复发率、。

3.基础研究与临床转化的衔接：本研究基于小鼠模型明确了BGLSP-B2的作用及机制，但仍需后续开展临床前大动物实验及人体临床试验，验证其在人体中的安全性和有效性；同时，可结合肠道菌群检测、免疫指标分析等精准医学技术，探索BGLSP-B2对不同亚型IBD患者的疗效差异，为实现个体化治疗提供依据、。

4.中医药现代化的借鉴：灵芝作为传统中药，其孢子多糖的抗IBD活性研究为中医药现代化提供了范例——通过现代分离纯化技术、分子生物学及多组学方法，阐释中医药活性成分的作用机制，有助于打破中医药“多成分、多靶点”的研究壁垒，推动中医药理论与现代医学的融合，为传统中药的国际化和产业化提供科学支撑。