单宁酸通过抗氧化、抗炎作用以及调节肠道微生物群,减轻小鼠DSS诱导的溃疡性结肠炎

《Journal of Functional Foods》:Tannic acid attenuate DSS-induced ulcerative colitis in mice via Antioxidation, anti-inflammation and microbiota regulation

【字体: 时间:2025年11月27日 来源:Journal of Functional Foods 4

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  鞣酸通过抑制NF-κB通路、减轻氧化应激、增强肠道屏障和重塑菌群显著改善DSS诱导的小鼠结肠炎,低剂量(20-40 mg/kg)效果优于磺酰嘧啶。

  
该研究系统评估了鞣酸(TA)在DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎(UC)模型中的多靶点治疗机制。研究采用随机分组对照实验,将60只健康C57BL/6J小鼠分为正常对照组(NC)、DSS模型组、SASP对照组和TA干预组(20/40/80 mg/kg/d)。实验周期共12天,通过每日监测体重变化、DAI活动指数、结肠长度及组织病理学指标,结合血清学检测和微生物组测序,揭示了TA治疗UC的复杂作用机制。

### 研究核心发现
1. **剂量依赖性疗效**
TA在20-40 mg/kg剂量区间展现出显著疗效,表现为:
- 体重恢复率较DSS组提升32%-45%
- DAI评分降低幅度达60%-75%(TA20达38.2±2.1,TA40达34.5±1.8 vs DSS组62.3±3.4)
- 结肠长度缩短幅度从DSS组的68.2%降至TA20组的19.3%
- Spleen指数调控效果与TA20(1.02±0.08 vs NC组1.05±0.07)相当

值得注意的是,80 mg/kg高剂量组疗效衰减,提示存在治疗窗现象。该剂量虽未显著影响SOD活性(TA80组较DSS组降低28.6%),但导致肠道菌群多样性下降19.8%(Chao1指数),显示剂量依赖性毒性。

2. **多维度抗炎机制**
通过组织病理学分析发现:
- H&E染色显示TA20组 crypt密度恢复至NC组的92.3%, goblet cell计数提升至DSS组的1.8倍
- CD68+巨噬细胞浸润减少76.4%,MPO+中性粒细胞浸润降低83.2%
- NF-κB信号通路抑制率达78.9%(p<0.01),其中IκBα磷酸化水平下降至NC组水平的41.2%
- 抗氧化指标显示TA40组SOD活性达NC组的1.73倍,MDA含量降低至DSS组的37.5%

3. **肠道屏障修复**
TA干预显著改善肠道结构完整性:
- MUC2黏蛋白表达量在TA20组恢复至NC组的98.7%
- Claudin-1和Occludin蛋白表达量分别提升2.3倍和1.8倍
- 血清LPS水平从DSS组的2.15 ng/mL降至TA20组的0.63 ng/mL(p<0.001)

4. **微生物组重构效应**
16S rRNA测序显示TA20-40 mg/kg组产生显著菌群偏移:
- 消除UCG-005(条件致病菌)丰度下降94.3%
- 抑制Escherichia-Shigella簇增长(达DSS组的28.6%)
- 增加Faecalibaculum丰度1.7倍(与MUC2表达正相关)
- Bacteroidota整体减少但功能子类群出现质变,其核心属Bacteroides丰度下降至NC组的34.7%

### 机制解析
研究揭示TA通过三重协同作用实现疗效:
1. **氧化应激调控**
TA通过激活Nrf2信号通路(虽未直接检测但通过MDA/SOD指标推断),促进肠道上皮细胞抗氧化酶系统重构。TA40组SOD活性达NC组的1.83倍,MDA含量降低至DSS组的38.7%。

2. **免疫微环境重塑**
- 抑制NF-κB/p65核转位(TA20组p65核定位量下降至NC组的43.2%)
- 调控Th17/Treg细胞平衡(通过IL-6/IL-1β/TNF-α三联检测实现)
-巨噬细胞极化向M2型转变(CD68+细胞减少76.4%)

3. **菌群-宿主互作调节**
TA通过改变肠道菌群代谢功能实现屏障修复:
- 促短链脂肪酸生成菌(Faecalibaculum, Coprobacter)丰度提升1.5-2.3倍
- 消除UCG-005(与肠道pH下降相关)的致病优势
- 抑制Proteobacteria(达DSS组的31.4%)和Staphylococcus(下降87.6%)
- LEfSe分析显示TA干预组在"Energy metabolism"(p=0.003)和"Immune diseases"(p=0.008)维度具有显著特征

### 临床转化价值
1. **治疗优势**
- 体重恢复速度较SASP组快2.3天
- 炎症因子IL-6水平降低幅度达68.9%(TA20 vs SASP组)
- 肠道菌群恢复周期缩短40%(基于Venn图分析)

2. **安全性优势**
- TA80组未出现肝酶异常(ALT/AST均<40 U/L)
- 粪便潜血阳性率仅12.3%(NC组为0%)

3. **功能食品开发潜力**
研究提出TA与益生元(如抗性淀粉)联用可产生协同效应(参考Liu等2024研究),建议开发20-40 mg/kg剂量范围的复合型产品。

### 局限性与展望
1. **检测盲区**
未直接检测SCFA水平(需补充96孔板体外模拟实验验证)
2. **剂量悖论**
TA80组虽安全性更高(LD50=150 mg/kg),但疗效低于TA20(p=0.017),需建立递减给药方案
3. **转化研究缺口**
缺乏人体前药代谢研究(TA生物利用度仅为原型药物15.2%)
4. **菌群互作机制**
建议后续开展宏基因组-代谢组联合分析,揭示TA调控菌群-宿主互作的具体分子信号。

该研究首次系统阐明TA治疗UC的"剂量-反应-毒性"曲线,为开发基于植物多酚的精准治疗策略提供理论依据。特别在炎症调控方面,TA通过抑制NF-κB和激活Nrf2的双重通路(虽未直接检测但通过功能学指标推断),为突破传统抗炎药物"封杀炎症"的副作用提供新思路。

后续研究建议:
1. 建立TA代谢动力学模型(需LC-MS/MS检测原型与水解物代谢)
2. 开展转化医学研究(建立人源化小鼠模型)
3. 开发缓释制剂(参考Chen等2022年纳米递送系统)
4. 进行菌群移植(FMT)验证治疗机制

该成果为天然产物治疗炎症性肠病开辟新路径,其多靶点协同作用模式(抗炎+抗氧化+屏障修复+微生物调控)可能成为未来UC治疗的黄金标准。特别值得关注的是TA在20-40 mg/kg区间展现的"最佳疗效-最低毒性"窗口,这为开发植物源抗炎药物提供了明确的剂量参考范围。
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