肠道菌群的秘密武器：姜黄如何改变命运

溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性非特异性肠道炎症性疾病，其特征是结肠黏膜持续和弥漫性的炎症变化。目前，UC因难以治愈，已被世界卫生组织归类为难治性疾病，且经常复发。虽然UC的具体发病机制尚不清楚，但已有许多研究表明，肠道炎症和肠黏膜屏障缺损与UC的发生密切相关。因此，改善肠道炎症和屏障损伤被认为是预防或治疗UC最有效的策略。

姜黄（Curcuma longa L.） 属于姜科姜黄属植物，不仅具有食用价值，还具有药用价值。其具有抗肝损伤、降压、降血糖血脂、通经止痛等多种疗效，因此被广泛认为具有极大的药用价值。姜黄的主要活性成分为姜黄素、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素，其中姜黄素具有低毒性和高生物活性的特点。

然而，由于姜黄素在胃肠道中靶向作用于结肠的功能较差，限制了其在治疗溃疡性结肠炎（UC）方面的临床应用。尽管姜黄素具有显著的药理作用和药用价值，但在实际应用中仍需谨慎对待其潜在的局限性。因此， 针对姜黄NEPs和DFs在肠道微生物调节和结肠炎预防方面的研究仍需深入开展，以期为相关领域的进一步发展提供有力支持。

日前，一篇名为“Colon-Targeted Release of Turmeric Nonextractable Polyphenols and Their Anticolitis Potential via Gut Microbiota-Dependent Alleviation on Intestinal Barrier Dysfunction in Mice”的论文，阐明了姜黄NEPs的肠道菌群依赖性释放特性以及它们通过促进肠道屏障稳态调控结肠炎症的作用。

图1 论文首页

NEP有助于改善DSS诱导的结肠炎小鼠的UC症状和组织病理学变化

实验选取C57/B6J小鼠（雄性，4-6周），并且制备了三种姜黄粗馏分，即可提取多酚EPs、不可提取多酚NEPs和膳食纤维DFs，将动物随机分为5组（n = 10）：正常对照组（NC）、DSS组（dextran sulfate sodium，DSS）、DSS + EP组（EPs）、DSS + NEP组（NEPs）、DSS + DF组（DFs）。

研究者针对NEPs与EPs和DFs在改善体重、疾病活跃指数评分（DAI）、结肠长度、脾脏重量、血压和UC小鼠的盲肠重量方面的功效进行了深入探究。实验结果显示，DSS处理小鼠的体重和结肠长度明显减少，而NEPs能有效抑制这一现象。此外，EPs、NEPs和DFs的摄入均能抑制DSS引起的UC小鼠DAI和脾脏重量的增加，其中NEPs效果最佳。同样，与EPs或DFs相比，NEPs对DSS喂养小鼠盲肠重量增加的抑制效果最为显著。H&E染色分析进一步揭示，UC小鼠结肠损伤严重，而NEPs的摄入有助于改善这一现象。综上所述，NEPs在改善肠道菌群紊乱及UC小鼠结肠炎症状方面具有显著效果。

图2 姜黄NEP可改善dss喂养结肠炎小鼠的UC症状和组织病理学改变

姜黄NEPs通过修复UC小鼠肠道屏障损伤，以减轻肠道炎症

如图3A-B所示，在DSS处理的小鼠中，结肠的ZO-1和occludin这两种关键蛋白的表达水平明显低于正常对照组(NC)小鼠。然而，当向DSS处理的小鼠添加NEPs时，这两种蛋白的表达水平得到提高。这表明NEPs有助于改善肠道屏障的损伤状况。

同时，研究人员采用ELISA试剂盒对小鼠结肠组织中的TNF-α和IL-10含量进行了测定。结果表明，在DSS诱导的UC模型中，摄入NEPs可以显著降低结肠组织中TNF-α和IL-10的含量，这一效果优于EPs和DFs。此外，研究人员还测量了小鼠血清中的TNF-α和IL-10含量，结果显示摄入NEPs可以显著抑制DSS处理小鼠血清中TNF-α和IL-10的产生。综上所述，NEPs通过修复肠道屏障损伤来缓解DSS引起的肠道炎症反应。

图3 姜黄NEPs通过修复UC小鼠的肠道屏障损伤来缓解肠道炎症

姜黄NEPs通过肠道微生物依赖机制减轻DSS诱导的结肠炎症状

该研究深入探讨了NEPs在体内肠道微生物依赖性释放特性，并构建了抗生素处理（Abs）的伪无菌（PGF）小鼠模型（如图4A所示）。从图4B-D中可以看出，与PGF小鼠相比，正常小鼠结肠内容物中姜黄素、去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素的浓度均较高，这表明肠道微生物对体内结肠靶向释放具有重要影响。此外，研究还检测了PGF小鼠结肠中SCFAs的含量，结果显示抗生素处理显著降低了NEPs升高UC小鼠的SCFAs水平（如图4E-H所示），进一步证实了SCFAs的产生依赖于肠道微生物群的发酵代谢。

为了进一步验证肠道菌群在NEPs缓解结肠炎过程中的关键作用，研究人员评估了小鼠的症状和病理损伤。结果显示，摄入NEPs无法改善PGF小鼠DSS引起的症状和病理损伤（如图4I-J所示）。此外，向PGF小鼠补充NEPs也无法抑制DSS引起的炎症因子的增加（如图4K-N所示）。这些结果表明，NEPs的抗结肠炎作用依赖于肠道菌群，其抗炎机制可能与肠道菌群依赖性促进肠道屏障完整性有关。

图4 姜黄NEPs以肠道微生物依赖的方式减轻了dss诱导的结肠炎的症状

姜黄NEPs推动结肠微生物群依赖性SCFAs的产生

在0-12小时的发酵过程中，乙酸和丙酸的浓度明显上升（如图5A-B所示），发酵4小时后丁酸盐和戊酸盐开始出现，并随后稳定增加（如图5C-D所示）。这表明，DFs在结肠内能够从NEPs靶向释放，并随后降解为短链脂肪酸（SCFAs）。

除此之外，研究者还对添加EPs、NEPs和DFs对DSS诱导结肠炎小鼠结肠内容物中SCFAs产生的影响进行了分析。与正常对照组（NC）的小鼠相比，DSS处理的小鼠的总SCFAs以及乙酸、丙酸、丁酸和戊酸等单个SCFAs的含量均显著降低（如图5E-I所示）。

这些结果表明，NEPs具有显著促进结肠菌群依赖性SCFAs产生的作用。

图5 姜黄NEPs增强了结肠微生物依赖的SCFAs的产生

结论

这些发现为姜黄NEPs作为多酚的天然载体的生物学功能和潜在的治疗应用提供了新的见解，有助于今后姜黄的开发和应用。

参考文献：

Yang W, Yang C, Du Y, Wang Q. Colon-Targeted Release of Turmeric Nonextractable Polyphenols and Their Anticolitis Potential via Gut Microbiota-Dependent Alleviation on Intestinal Barrier Dysfunction in Mice. J Agric Food Chem. 2023 Aug 2;71(30):11627-11641. doi: 10.1021/acs.jafc.3c00871.

作者｜梅斯医学

编辑 | 竹子

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