基于不同模式生物评价黄芪的抗衰老作用

目的基于不同模式生物,观察黄芪对自然衰老模型的改善作用及初步机制。方法构建非啮齿和啮齿自然衰老模型,包括秀丽隐杆线虫、黑腹果蝇以及野生型小鼠3种模式生物。线虫及果蝇分为空白对照组,黄芪总提物低、中、高剂量组;小鼠分为自然衰老组、给药组、脏笼饲养衰老组以及脏笼饲养给药组。给药组小鼠每天灌胃给予黄芪总提物,连续给药5个月。饲养至所有线虫及果蝇全部死亡,以计算寿命及生存率;对线虫运动能力及咽泵频率进行评估。果蝇培养至Day38后,每隔2 d将所有果蝇进行15~30 min紫外照射,直至所有果蝇全部死亡,以计算其UV刺激下的生存率;以胭脂红肠转运及葡萄糖吸收实验评估小鼠肠道功能;通过阿利新蓝-过碘酸雪夫氏(Alcian blue periodic acid-Schiff,AB-PAS)染色以及Edu染色观察小鼠肠道绒毛长度、隐窝深度、杯状细胞数量以及肠干细胞迁移距离;通过qPCR定量检测小鼠肠道内相关基因表达情况;通过Illumina PE250平台对小肠内容物DNA片段进行双端(Paired-end)测序分析。结果黄芪可显著提高线虫寿命(P<0.05),显著恢复线虫运动能力(P<0.05)及咽泵速率(P<0.01),显著减少脂褐素堆积(P<0.01)。在紫外照射应激状态下,果蝇寿命缩短(P<0.05),黄芪可显著延长果蝇寿命(P<0.05),明显提高雄性果蝇生命中期的运动能力(P<0.05)。黄芪可显著改善小鼠的肠道吸收、转运功能(P<0.05),改善小肠绒毛形态(P<0.01),增加肠干细胞迁移距离(P<0.001)。衰老小鼠肠道菌群的物种多样性和丰富度降低(P<0.01),厚壁菌门细菌丰度显著降低(P<0.05)。黄芪可显著上调衰老小鼠体内芽孢杆菌纲、乳酸杆菌种细菌丰度(P<0.05,P<0.01)。结论黄芪可有效延长线虫及果蝇等模式生物寿命,改善自然衰老小鼠的衰老表征,具有调控肠道菌群稳态以及改善肠干细胞活性的作用。

靶向肠道细菌呼吸及能量代谢调控炎症性肠病进程的治疗策略分析

肠道菌群失衡与多种宿主疾病密切相关,靶向肠道菌群中的代谢通路也成为当前防治宿主疾病的前沿策略和研究热点。炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)是一组病因不明的慢性进展性肠道炎症疾病。已有研究证实IBD的发生和发展与肠道菌群紊乱以及细菌的呼吸能量代谢之间存在一定联系,本文将结合最新的研究进展,对三者之间的关系进行整理分析,并提出调控肠道菌群呼吸与能量代谢,缓解宿主肠道炎症新的治疗策略。在IBD发生发展时,肠道菌群稳态失衡,其原因主要包括两方面:①宿主肠道炎症发生时,肠腔内氧气含量增加,致使兼性厌氧菌尤其是肠杆菌科细菌异常增殖,而绝对厌氧菌如厚壁菌门等细菌的生长则受到抑制;②肠道炎症副产物也会支持兼性厌氧菌的扩增,最终加剧肠道菌群失衡。失调的肠道菌群会进一步加剧肠道免疫稳态失衡,加重肠道炎症反应。最新研究证实可通过干扰细菌呼吸及能量代谢,抑制促炎细菌的异常增殖进而恢复菌群稳态,减轻IBD炎症反应。通过以上分析,提示可聚焦肠道菌群中的代谢通路,调控肠道细菌呼吸以及能量代谢,探索缓解宿主肠道炎症的治疗策略,对于IBD的临床治疗以及创新药物研究具有重要意义。

白皮杉醇调控肠道菌群减轻慢性肾病模型小鼠并发系统性炎症

本研究探讨天然小分子化合物白皮杉醇(PIC)对腺嘌呤诱导的慢性肾病(CKD)模型小鼠体内炎症水平的影响,并基于肠道菌群探讨其作用机制。动物实验遵循南京中医药大学动物伦理委员会规定。采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测小鼠体内炎症因子白介素6(IL-6)及肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平;液质联用法检测促炎尿毒素分子硫酸吲哚酚(IS)、硫酸对甲酚(PCS)水平;蛋白印迹方法检测肠道紧密连接蛋白occludin表达;肠道细菌体外厌氧培养技术检测IS的前体分子吲哚在肠道细菌中的合成;采用16S rDNA测序检测肠道菌群丰度。结果发现,PIC对CKD模型小鼠肾脏组织炎性浸润无改善作用,但可降低模型小鼠血液中IL-6以及结肠组织中IL-6及TNF-α水平。PIC对CKD模型小鼠肠道中缺失的occludin蛋白无改善作用;但可显著降低模型小鼠血液以及肝脏中IS、PCS水平。进一步研究表明,PIC可抑制尿毒素IS前体吲哚在肠道细菌中的合成;降低肠道中吲哚合成细菌的丰度水平。综上所述,PIC可调控肠道菌群,抑制尿毒素前体的合成,进而减轻尿毒素IS、PCS在体内的蓄积,改善CKD小鼠并发的体内炎症。

黄葵减轻慢性肾病模型大鼠体内尿毒素蓄积的作用及机制研究

尿毒素是慢性肾病(chronic kidney disease,CKD)患者肾功能衰退时在体内大量蓄积的有害物质,会加速CKD疾病进展,现如今缺少经济有效的降低CKD患者体内尿毒素蓄积的治疗方法。黄葵胶囊作为中医临床治疗CKD的有效药物,疗效确切但作用机制未完全明确。本研究考察了黄葵对CKD大鼠体内尿毒素蓄积的影响,并初步探讨了其作用机制。黄葵灌胃CKD模型大鼠,利用UPLC-TQ/MS、16S rDNA测序、HPLC-FLD及肠道细菌体外厌氧培养等手段探讨黄葵对尿毒素及其前体合成的影响及作用机制。动物实验遵循南京中医药大学动物伦理委员会规定。结果显示,黄葵(0.675 g·kg^-1)可有效抑制尿毒素类分子硫酸吲哚酚(indoxyl sulfate,IS)在CKD大鼠体内蓄积,大鼠血浆、肝脏及肾脏中IS含量分别降低49.5%、68.9%、40.6%。黄葵不影响IS在宿主肝脏细胞内合成途径,即不影响IS的前体分子吲哚向IS转化的过程。但是,黄葵显著降低模型大鼠肠道中吲哚合成,粪便吲哚含量降低46.4%,提示黄葵干预IS生物合成的作用靶点可能集中在肠道菌群。进一步研究发现,黄葵对CKD模型大鼠肠道内异常升高的肠杆菌科细菌(吲哚合成的主要菌群)的丰度无显著影响,提示黄葵不是通过直接影响吲哚合成相关细菌的丰度来干预吲哚生物合成的。体外实验结果显示,黄葵(4000、400、40、4μg·mL^-1)剂量依赖性抑制肠道细菌合成吲哚。培养至12 h后,黄葵组细菌色氨酸转运量由83.4μmol·L^-1降低至43.6μmol·L^-1,表明黄葵通过干扰色氨酸向细菌内转运从而抑制吲哚合成。上述研究结果提示,肠道细菌可能是黄葵减轻CKD导致的尿毒素体内蓄积、延缓CKD病情进展的潜在靶点。

黄葵四物方调控肠道菌群中代谢通路干预尿毒素合成的作用机制研究

黄葵四物方可通过减少慢性肾病(chronic kidney disease,CKD)大鼠体内尿毒素分子硫酸对甲酚(p-cre‐syl sulfate,PCS)及其前体对甲酚(p-cresol,PC)的蓄积来延缓CKD进程。但黄葵四物方减少对甲酚蓄积的作用机制尚不明确。本研究以对甲酚在肠道菌群中的代谢途径为切入点,探究黄葵四物方对肠道菌群生成对甲酚的影响并探讨其作用环节。采用5/6肾脏切除方法构建CKD模型大鼠,运用16S rDNA测序方法分析肠道菌群丰度和结构,结果发现黄葵四物方并不是通过直接抑制肠道菌群丰度来降低对甲酚合成的。动物实验遵循南京中医药大学动物伦理委员会规定。进一步通过建立肠道细菌体外厌氧培养体系以及HPLC-UV-FLD分析方法评价黄葵四物方对肠道菌群合成对甲酚代谢途径的影响。结果显示,黄葵四物方(4000、400和40μg·mL^-1)可剂量依赖性抑制肠道菌群中对甲酚生成,其作用途径主要包括两条:其一,黄葵四物方促使酪氨酸代谢过程中氧化途径向还原途径转化导致氧化途径代谢产物所占百分比由82.83%降至38.87%,还原途径代谢产物所占百分比由17.17%升至61.13%,最终导致氧化途径中对甲酚的生成显著减少。其二,黄葵四物方对生成对甲酚的氧化途径还具有直接的抑制作用,直接抑制对羟基苯乙酸分解生成对甲酚,抑制率高达90.01%。本研究提示黄葵四物方可通过调控肠道菌群中尿毒素代谢通路,多环节抑制肠道菌群中尿毒素前体生成,缓解尿毒素蓄积症状而延缓CKD进程。

靶向肠道菌群调控肠源尿毒素代谢通路干预慢性肾病进展的治疗策略分析

慢性肾病(chronic kidney disease,CKD)是一种发病率高、预后差、并发症复杂的重大慢性疾病,对人类健康造成极大危害。硫酸吲哚酚(indoxyl-sulfate,IS)和硫酸对甲酚(p-cresol sulfate,PCS)是两种典型的肠源尿毒素,由肠道菌群与宿主共代谢生成。随着慢性肾病的进展,慢性肾病患者体内的IS和PCS等肠源尿毒素不断蓄积,并进一步促进CKD进展。肠道菌群与CKD密切相关,靶向肠道菌群调控肠源尿毒素合成及代谢通路很可能是延缓CKD进展的新思路及新策略。本文通过对肠道菌群及肠源尿毒素与慢性肾病进展之间的关系进行分析,提出基于肠源尿毒素代谢调控干预慢性肾病进展的治疗策略。

黄芪对自然衰老小鼠肠道功能及菌群稳态的作用研究

伴随着衰老的进程,机体内多个组织、器官功能发生退行性改变。肠道功能失调及菌群稳态失衡是老年人常见表现。本研究旨在探讨黄芪对自然衰老小鼠肠道功能及菌群稳态的影响,为进一步的抗衰老机制研究提供依据。采用自然衰老小鼠模型,动物实验遵循南京中医药大学动物伦理委员会规定。首先采用“虚弱指数”综合评分对小鼠衰老表型进行整体评价。检测小鼠肠道葡萄糖吸收能力、肠道运输时间、肠道脂肪酶以及淀粉酶的活性,评估肠道吸收和运输功能,酶联免疫吸附法(ELISA)检测结肠炎症因子水平,苏木精-伊红(H&E)染色评价肠道绒毛长度,阿立新蓝(AB)染色评价肠道黏膜厚度及杯状细胞数量,利用qRT-PCR方法检测肠道干细胞增殖与分化相关基因的转录水平, 16S rDNA测序分析肠道菌群组成。结果显示,在衰老整体表型方面,黄芪具有降低衰老小鼠“虚弱指数”的趋势,但并没有显著性差异。在衰老表型的某些指标上,黄芪对衰老小鼠毛发以及体能的改善作用最为显著。在肠道功能方面,黄芪可增加衰老小鼠肠道葡萄糖吸收能力,缩短肠道运输时间,促进脂肪酶分泌。黄芪可降低衰老小鼠肠道组织中炎症因子如肿瘤坏死因子α (TNF-α)、白介素6 (IL-6)水平;增加小肠绒毛长度、结肠黏膜厚度以及杯状细胞数量,促进肠干细胞的增殖与分化,改善肠道屏障功能。此外,黄芪能增加小鼠肠道菌群多样性,恢复肠道菌群稳态,恢复毛螺菌科等多种细菌的丰度。上述研究结果提示,黄芪可改善自然衰老小鼠的某些表型,对小鼠肠道功能及菌群稳态的改善作用尤其显著。

基于肠道菌群测序及非靶向脂质组学分析黄蜀葵花对炎症性肠病小鼠菌群稳态及脂质代谢的影响

本研究旨在探讨黄蜀葵花对慢性炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)模型小鼠的改善作用,并分析其对IBD模型小鼠肠道菌群结构及粪便中脂质轮廓的影响。所有动物福利和实验过程均遵循南京中医药大学动物伦理委员会的规定。采用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导慢性IBD小鼠模型,评价小鼠体重变化、疾病活动指数、结肠组织病理损伤以及结肠中炎症因子的基因表达水平。采集各组小鼠的粪便样品,进行Illumina高通量测序,检测肠道菌群丰度;采用基于超高效液相色谱-高分辨串联质谱的非靶向脂质组学,检测粪便中脂质含量。结果显示,IBD模型小鼠体重显著降低,结肠出现明显炎症反应,主要表现为结肠组织病理损伤及炎症因子的基因表达上调。黄蜀葵花给药后可显著恢复IBD模型小鼠的体重,改善结肠组织病理损伤,降低结肠中炎症因子的基因水平。肠道菌群测序结果显示, IBD模型小鼠肠道菌群的物种多样性和丰富度降低,疣微菌门细菌丰度显著增加,拟杆菌门细菌丰度显著降低;黄蜀葵花可恢复IBD模型小鼠肠道菌群的丰富度及多样性,增加各级类群物种数量,恢复拟杆菌门细菌丰度。粪便非靶向脂质组学分析结果发现, IBD模型小鼠的鞘脂及甘油磷脂代谢通路变化最为显著。黄蜀葵花可抑制鞘脂代谢通路中神经酰胺及鞘磷脂的合成,显著抑制甘油磷脂代谢通路中醚键连接的磷脂酰胆碱及醚键连接的磷脂酰乙醇胺的合成,增加磷脂酰乙醇胺的含量。综上所述,黄蜀葵花可有效改善慢性IBD模型小鼠的疾病状况,具有调控肠道菌群稳态及脂质代谢的作用,两者之间的相关机制有待深入探讨。