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大承气汤通过维持肠道血管屏障完整性减轻肝纤维化小鼠的肝损伤研究
主要作者与机构及发表信息
本研究的主要作者包括来自华中科技大学同济医学院附属协和医院临床营养科的王舒涵(第一作者)、李金晓、尚洛瑞等,以及通讯作者杨胜兰(yangshenglan005@163.com)。该研究由武汉大学人民医院感染科的王瑶(rm003743@whu.edu.cn)共同参与完成。论文于2024年11月16日被接收,并于2025年发表在《Phytomedicine》期刊上。
学术背景
本研究属于肝脏疾病与肠道健康交叉领域的研究,探讨了中药复方大承气汤(Dachengqi Decoction, DCQD)在肝纤维化中的作用机制。肝纤维化是慢性肝病向肝硬化发展的关键病理过程,其发生与“肠-肝轴”密切相关。肠道血管屏障(Gut Vascular Barrier, GVB)作为肠道的最后一道防线,在防止细菌及其代谢产物进入循环系统中起着重要作用。然而,肝纤维化常伴随肠道屏障损伤,导致细菌易位和炎症反应加剧。DCQD是一种经典中药方剂,已被证明能够改善肠道蠕动和缓解急性胰腺炎症状,但其在肝纤维化及相关肠道屏障损伤中的作用尚未明确。因此,本研究旨在探索DCQD是否能通过调节肠-肝轴来减轻肝纤维化和肠道血管屏障损伤。
详细研究流程
本研究包括以下主要步骤:
动物模型构建与分组
研究使用8周龄雄性C57BL/6J小鼠,分为6组:空白对照组(Ctrl)、四氯化碳(CCl4)诱导组、DCQD低剂量组(L,2.45 g/kg/day)、中剂量组(M,7.35 g/kg/day)、高剂量组(H,22.05 g/kg/day),以及阳性对照乳果糖组。实验持续12周,CCl4通过皮下注射给药,DCQD和乳果糖通过灌胃给药,频率分别为每周3次和每天1次。
组织样本采集与生化分析
实验结束后,采集小鼠的肝脏和远端回肠组织进行生化检测。通过HE染色、Masson染色和免疫组化分析评估肝纤维化程度;通过FITC-Dextran-70 kDa(FD70)渗漏实验评估肠道屏障功能;通过RT-qPCR和Western blot检测相关基因和蛋白表达水平。
网络药理学分析
使用Batman-TCM数据库检索DCQD成分及其靶点,并结合OMIM和GeneCards数据库筛选与肝硬化相关的交集基因。通过STRING数据库构建基因相互作用网络,并利用R语言工具进行GO富集和KEGG通路分析。
流式细胞术与微生物培养
采用流式细胞术检测小肠固有层中炎症细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞和单核细胞)的比例;通过体外细菌培养和血清内毒素水平测定评估细菌易位情况。
RNA测序与数据分析
对远端回肠组织进行RNA测序,通过主成分分析(PCA)和差异表达基因(DEGs)分析揭示DCQD的作用机制。
主要结果
1. DCQD对肝纤维化的改善作用
在CCl4诱导的小鼠中,DCQD显著减轻了肝纤维化特征,包括肝小叶结构紊乱、炎症浸润、坏死和胶原纤维增生等(图2A-G)。此外,DCQD降低了血清转氨酶水平和肝指数,并抑制了纤维化相关基因(如α-SMA、Col4a1和CTGF)的表达(图2H)。
DCQD对肠道屏障功能的保护作用
DCQD减少了FD70在肝脏和脾脏中的渗漏(图3A-B),并上调了肠道屏障相关分子(如ZO-1、Occludin)的表达(图3D)。同时,DCQD恢复了粪便短链脂肪酸(SCFAs)水平,降低了炎症因子(如TNF-α、IL-1β和IL-6)的表达(图3F-H)。
DCQD对ESR1/NF-κB/TNFα信号通路的调控
网络药理学分析表明,DCQD通过抑制ESR1/NF-κB/TNFα信号通路减轻肝纤维化(图4F-G)。Western blot结果显示,DCQD显著下调了ESR1、NF-κB和TNFα的表达。
DCQD对FUT2/Wnt/β-catenin信号通路的调控
RNA测序和Western blot分析表明,DCQD通过上调FUT2(一种关键的岩藻糖基转移酶)激活Wnt/β-catenin信号通路,从而维持肠道血管屏障的完整性(图6I)。
结论与意义
本研究表明,DCQD通过多器官、多靶点的方式抑制了肝纤维化进程,并减轻了肠道血管屏障损伤。具体而言,DCQD通过调节肝脏中的ESR1/NF-κB/TNFα信号通路和回肠中的FUT2/Wnt/β-catenin信号通路,打破了肠-肝轴的闭合损伤环路。这一发现不仅为肝纤维化的治疗提供了新的思路,还展示了中药复方在调节肠-肝轴中的潜力。
研究亮点
1. 首次揭示了DCQD在肝纤维化中的抗纤维化和抗炎作用。
2. 创新性地提出了DCQD通过FUT2/Wnt/β-catenin信号通路维持肠道血管屏障完整性的机制。
3. 结合网络药理学和RNA测序技术,全面解析了DCQD的多靶点作用机制。
其他有价值内容
本研究还强调了短链脂肪酸(SCFAs)在调节免疫反应和维持肠道稳态中的重要作用,为进一步研究中药与肠道微生物的相互作用提供了理论基础。