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Introduction

炎症性肠病(IBD)是一种非特异性慢性肠道炎症性疾病，包括复发-缓解性溃疡性结肠炎和克罗恩病。IBD的确切病理生理机制尚不清楚，一些可能的影响因素包括持续的肠道感染、肠黏膜屏障缺陷、免疫紊乱、遗传因素和环境因素。近年来，肠道微生物区系在IBD的病理生理学中的作用被广泛关注。目前，有关肠道微生物区系与IBD关系的研究已有多篇报道。研究表明，与健康对照组相比，IBD患者肠道微生物区系的组成和结构发生了重大变化，与健康对照组相比，IBD患者肠道中的双歧杆菌数量显著减少，变形杆菌数量显著增加。IBD患者的肠道细菌生态紊乱，因此感染艰难梭菌的风险大大增加。肠道微生物区系在保护和维持人体的正常代谢和生理功能方面起着重要作用。因此，肠道微生物区系已成为预防治IBD的重要靶点。

代谢组学已被用于研究疾病对人类代谢谱的影响，解释人类疾病的过程，并寻找与疾病相关的基因和生物标志物。此外，一些肠道微生物区系，如韦氏微生物科和类杆菌科，与粪便代谢物的变化显著相关。改善肠道微环境能否预防IBD相关并发症，延缓IBD的进展，是我们今后研究重要目标。

鼠尾草酸(CA)是鼠尾草和迷迭香中发现的一种酚性二萜类化合物，这两种植物通常用于烹饪草药和香料，具有重要的抗氧化活性，鼠尾草酸还被报道具有抗菌、抗肿瘤、抗炎、保护肝脏和神经保护等生物活性，提示它可以作为人类疾病的预防和/或治疗药物。最近，鼠尾草酸被报道为在DSS诱导的结肠炎小鼠模型中治疗IBD的潜在药物。CA和富含CA的迷迭香提取物的抗结肠炎作用部分是通过调节Keap1/Nrf2途径和改善肠道屏障完整性。因此，广州医科大学公共卫生学院陈雪香副教授、美国迈阿密大学Wu Xian教授等在本文以鼠尾草酸为研究对象，采用DSS诱导建立慢性结肠炎模型，通过16S rRNA测序和非靶向代谢组学从肠道菌群和代谢物方面来阐明鼠尾草酸对结肠炎的改善作用，为鼠尾草酸改善IBD的疗效和作用机制提供了重要的科学依据。

Resucts and discussion

CA减轻DSS模型小鼠结肠炎的症状

鼠尾草酸能改善DSS诱导的结肠炎小鼠的体重（图1A）、生长状况，提高生存质量，降低脾脏系数（图1C）和DAI（图1A）评分，提高结肠的重量和长度（图1D），并改善了结肠黏膜结构（图1E）。鼠尾草酸对小鼠结肠炎的发展具有抑制作用。

图1 鼠尾草酸可减轻DSS诱导的小鼠结肠炎

CA减轻DSS诱导的小鼠肠道和全身炎症

粪便中粪钙卫蛋白的水平一直被用作临床和临床前肠道炎症的生物标志物，而补充50~200 mg/kg的鼠尾草酸组与模型组相比抑制12%~36%的钙卫蛋白（图2 A）。鼠尾草酸干预组显著降低血清IL-6水平至85.0~87.2 pg/mL（图2B）。血清IL-6水平与炎症反应的升高同时升高，与IBD肠道炎症的发展密切相关。综上所述，这些发现进一步证实CA能够抑制DSS诱导的肠道和全身炎症。

图2 鼠尾草抑制DSS诱导的结肠炎症反应

鼠尾草酸改善了结肠炎小鼠的肠道菌群结构和组成

采用16S rRNA序列分析了各实验组中粪便中肠道菌群的结构和组成变化。鼠尾草酸干预组可以调节肠道菌群结构和组成，增加结肠内容物中的菌群丰度和多样性（图3A），提高厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）丰度比值（F/B值）（图3B），增加有益菌乳酸杆菌属（Lactobacillus）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）的比例，降低致病菌臭气杆菌属（Odoribacter）的比例（图3C）。鼠尾草酸通过调节肠道菌群的丰度和多样性，改善肠道生态紊乱，从而起到减轻肠道炎症预防结肠炎的作用。

图3 鼠尾草酸DSS处理小鼠肠道菌群的多样性和组成的调节作用

鼠尾草酸改善了结肠炎期间的粪便代谢谱

应用偏最小二乘判别分析(偏最小二乘判别分析)筛选出组间差异代谢物。如图4A所示，组间差异显著，组内重复性好。使用数据库HMDB和Metlin，基于以下标准鉴定出显著变化的代谢物：1)OPLS-DA模型的可变权重值(VIP)>1.2，2)学生t检验，P /阅读下一篇/ 返回网易首页 下载网易新闻客户端