药食同源真菌“蝉花”可有效缓解溃疡性结肠炎,比西药更安全!
这篇发表于《Journal of Future Foods》的研究论文,题为《Isaria cicadae Miquel, as an edible fungus, against dextran sulfate sodium-induced ulcerative colitis in BALB/c mice》(IF:10.6,Q1区),由南京中医药大学等单位完成。该研究系统评估了蝉花(Isaria cicadae)这一药食同源真菌在DSS(葡聚糖硫酸钠)诱导的UC(溃疡性结肠炎)小鼠模型中的保护作用,并深入探讨其修复肠黏膜、抗炎及调控相关信号通路的分子机制。
一、文章简介
本研究旨在探究人工培育的蝉花对溃疡性结肠炎的缓解效果及其作用机制。通过DSS诱导BALB/c小鼠结肠炎模型,给予不同剂量的蝉花、阳性药物美沙拉嗪及其联合用药,评估其对结肠病理损伤、炎症因子、肠道屏障功能及免疫调节的影响,并结合体外细胞实验和蛋白免疫印迹法探讨其分子机制。研究发现,蝉花能显著减轻结肠炎症状,修复肠黏膜屏障,抑制炎症反应,并具有良好的肝肾保护作用,其机制与调控Hippo信号通路及糖皮质激素受体活性有关。
二、研究背景
溃疡性结肠炎是一种慢性、复发性肠道炎症疾病,病因尚不明确,目前临床上常用药物(如美沙拉嗪、糖皮质激素、免疫抑制剂等)虽有一定疗效,但常伴有明显副作用,如肝肾毒性、过敏反应等。近年来,饮食与营养干预在UC辅助治疗中受到重视,特别是具有免疫调节和黏膜修复功能的天然产物备受关注。蝉花是一种传统中药材,已被我国批准为新型食品原料,具有免疫调节、抗氧化、肾脏保护等生物活性。该研究团队已成功实现人工培育蝉花,前期研究证实其对肠道损伤具有修复作用,但其对UC的具体疗效和机制尚不明确。
三、核心内容
1. 营养成分分析
蝉花富含多种氨基酸、脂肪酸、维生素和矿物质,其中亮氨酸、缬氨酸等必需氨基酸含量丰富,有助于组织修复;不饱和脂肪酸(如亚油酸、油酸)比例高于饱和脂肪酸;钾、镁、铁、锌等矿物质含量较高。此外,还检测到虫草素类似物HEA(腺苷)、免疫抑制成分鞘氨醇类似物等特殊活性成分,提示其具有多重生理调节功能(图1)。
图1 蝉花(Isaria cicadae Miquel,IcM)的液质联用分析(Lc-Ms)。(A) IcM 孢子的总离子色谱图(TIC),(B) IcM 分生枝的总离子色谱图(TIC)。
2. 对结肠炎症状的缓解作用
蝉花干预可显著改善DSS诱导的体重下降、腹泻、便血等症状,降低疾病活动指数,恢复结肠长度,减轻组织病理损伤,且呈剂量依赖性。高剂量蝉花效果优于美沙拉嗪(图2)。
图2 蝉花(Isaria cicadae Miquel)处理对葡聚糖硫酸钠(Dss)诱导的结肠炎模型症状的影响。(A) 实验设计示意图。(B) 各组在治疗期间的体重。(C) 各组的疾病活动指数(DAi)评分。(D) 各组结肠的代表性图像。(E) 结肠长度变化。数值为平均值 ± 标准差 (n = 6);P < 0.05, P < 0.01, P < 0.001, ##P < 0.01 与对照组比较;*P < 0.05, **P < 0.01, ***P < 0.001 与Dss对照组比较。各处理组之间的显著性差异采用单因素ANOVA确定。
3. 修复肠黏膜屏障
蝉花能降低结肠组织中氧化应激指标MPO(髓过氧化物酶)和MDA(丙二醛),上调MUC2(黏蛋白)、ZO-1和Occludin(紧密连接蛋白)、E-cadherin(黏附连接蛋白)的表达,表明其可维护肠道物理屏障完整性,防止病原入侵(图3)。
图3 枯草芽孢杆菌米氏菌治疗对葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的肠黏膜损伤的影响。(A) 各组的髓过氧化物酶(MPO)水平和 (B) 丙二醛(MDA)水平。(C) 远端结肠组织的组织学分析(H&E染色)。(D) 免疫组化检测各组肠黏膜修复相关蛋白 Mucin 2(MUC2)、Occludin、紧密连接蛋白-1(ZO-1)和E-钙黏蛋白的表达。数值为平均值 ± 标准差(n = 6);####P < 0.0001 与对照组比较;*P < 0.05,***P < 0.001,****P < 0.0001 与 DSS 对照组比较。各处理组之间的显著性差异通过单因素方差分析确定。
4. 免疫调节与抗炎作用
蝉花可抑制脾脏中Th2和Th17细胞过度分化,降低促炎因子TNF-α(肿瘤坏死因子α)、IL-1β(白细胞介素-1β)、HMGB1(高迁移率族蛋白B1)及NF-κB(真核细胞转录因子)的表达,同时促进分泌型免疫球蛋白A的分泌,增强肠道黏膜免疫防御能力(图4)。
图4蝉花(Isaria cicadae Miquel)对右旋葡聚糖硫酸盐(DSS)引起的免疫炎症的影响。(A-C) 通过流式细胞术测量免疫相关小鼠脾脏中Th2和Th17细胞数量变化。(D) 血浆中与黏膜免疫相关的分泌型免疫球蛋白A(sIgA)抗体含量。(E-H) 结肠组织中抗肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)及核因子-κB(NF-κB)活化表达水平的变化。数值以均数 ± 标准差表示(n = 6);#P < 0.05,####P < 0.0001 与对照组比较;*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001,****P<0.0001与DSS对照组相比。各处理组之间的显著性差异通过单因素方差分析确定。
5. 安全性评价
蝉花对肝肾功能无明显影响,且能减轻美沙拉嗪引起的ALT(丙氨酸转氨酶)、AST(天门冬氨酸转氨酶)、BUN(尿素氮)和CR(肌酐)升高,显示出良好的协同增效和减毒作用(图5)。
图5蝉花(Isaria cicadae Miquel)治疗对肝脏和肾脏的毒性。所有治疗组均测定了血浆中(A)丙氨酸氨基转移酶(ALT)、(B)天冬氨酸氨基转移酶(AST)、(C)血尿素氮(BUN)和(D)肌酐(Cr)的水平。数值为平均值 ± 标准差(n = 6);*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001与对照组相比。各处理组之间的显著性差异通过单因素方差分析ANOVA确定。
6. 机制探讨
蝉花可促进GR(糖皮质激素受体)核转位,调控Hippo信号通路中Integrin-Rho-LATS1-YAP轴,促进YAP(转录共激活因子)磷酸化,抑制其核内积聚,从而在修复肠黏膜的同时避免细胞过度增殖,降低癌变风险(图6)。
图6 蝉花(Isaria cicadae)对GR表达和Hippo信号通路的影响。(A) 免疫荧光法检测IcM对iEc-6细胞中糖皮质激素受体(GR)核转位的作用。(B) 代表性印迹显示GR、整合素、Rho、Lats1、p-Lats1、YAP和p-YAP的表达,以β-肌动蛋白作为上样对照。(C-I) Western blot研究进行了三次独立实验,并对定量数据进行了统计分析,数据为平均值±标准差(n = 3)。每条带测量3次,目标蛋白相对表达 =(目标蛋白(光密度值)/ 内参蛋白(光密度值))× 10n。###P < 0.001,####P < 0.0001,与对照组比较;*P < 0.05,**P < 0.01,***P < 0.001,****P<0.0001与DSS对照组相比。各处理组之间的显著性差异通过单因素方差分析确定。
四、结论与展望
本研究首次系统证实,蝉花通过多靶点、多通路协同作用,在缓解DSS诱导的小鼠结肠炎方面具有显著效果。其机制涉及调控Hippo信号通路与GR活性,抑制NF-κB介导的炎症反应,修复肠黏膜屏障,调节免疫功能,并具有良好的安全性。蝉花作为一种营养丰富、成本较低的药食同源真菌,具有开发为UC辅助治疗或功能性食品的潜力。
未来研究应进一步分离鉴定蝉花中具体的活性成分,明确其量效关系与药代动力学特征,并通过临床试验验证其在人类UC患者中的应用价值。同时,可探索蝉花在肠道菌群调控、肠-脑轴调节等方面的潜在作用,拓展其在炎症性肠病综合管理中的应用前景。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jfutfo.2024.07.018
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