鱼腥草多糖的奥秘：中南民族大学研究揭示其对溃疡性结肠炎的治疗机制

溃疡性结肠炎（UC）是炎症性肠病（IBD）的一种类型，主要临床特征包括肠道黏膜的病理损伤、结肠收缩、腹泻及血便。UC的病程表现为缓慢进展和反复发作，IBD患者中，与UC相关的其他疾病，如结肠直肠癌的发生率显著升高。迄今为止，UC的确切病因尚未完全明了，尽管已知一些因素与该病的发病机制相关，这些因素包括遗传基因变异、免疫系统失调、肠道黏膜损伤以及肠道微生物群组成的改变。目前，UC的治疗策略主要集中在减轻炎症症状和调节肠道内环境的稳定。然而，在常规的临床治疗实践中，存在一些不容忽视的问题。因此，迫切需要发现新的治疗靶点或创新的管理方法来应对UC。

植物多糖具有抗炎、免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、抗凝血、降血糖、降血脂、抗疲劳以及抗衰老等多种生物活性。这些多糖源自多种植物，且具有较低的细胞毒性。鱼腥草是一种传统的药用及食用植物，以其强大的抗炎特性而闻名。鱼腥草多糖（HCP）作为重要的生理活性成分，已被证实具有潜在的免疫增强功能，能够显著提升IL-1β、TNF-α、MIP-1α、MIP-1β和RANTES在人类外周单核细胞中的表达，并展现出一定的抗炎效果。此外，HCP还被证实具有抗氧化、抗病毒和抗菌的活性。尽管如此，HCP对于UC的抗炎作用及其作用机制尚未完全明了。

日前，一篇名为“Anti-inflammatory mechanism of Houttuynia cordata polysaccharides against ulcerative colitis based on multi-omics conjoint analysis”的文章探讨了HCP在治疗UC方面的潜在治疗作用。

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HCP的体外抗炎活性

在探讨HCP的抗炎活性之前，研究首先利用MTT法评估了HCP对RAW264.7细胞的毒性。结果显示，HCP能够以剂量依赖的方式促进RAW264.7细胞的增殖，当HCP浓度达到800μg/mL时，细胞增殖活性达到峰值，但超过此浓度后，细胞增殖效果则有所下降。同时，NO、TNF-α和IL-1β的浓度也呈现剂量依赖性的增加，这暗示HCP可能促进了RAW264.7细胞中低浓度NO、TNF-β和IL-1β的产生。表明HCP可能具备增强细胞免疫功能的潜能。

进一步研究显示，HCP对LPS诱导的NO、TNF-α和IL-1β含量升高具有显著的抑制作用，并且这种抑制效果同样呈现剂量依赖性。与对照组相比，LPS组NO、TNF-α和IL-1β的释放显著增加（p<0.001）（图2B-D）。HCP组中，当HCP浓度分别达到500μg/mL、300μg/mL和100μg/mL时，与LPS组相比，细胞炎症因子的水平显著降低（p<0.05）。此外，在1000μg/mL的浓度下，多糖对NO水平、TNF-α水平和IL-1β水平的抑制率分别达到了38.39%、41.88%和61.85%。

图2  （A）不同剂量HCP对细胞存活率的影响（B）不同剂量HCP对NO释放的影响（C）不同剂量HCP对炎症因子TNF-α释放的影响（D）不同剂量HCP对炎性细胞因子IL-1β释放的影响

HCP的体内抗炎活性

如前所述，HCP在体外实验中显示出较高的抗炎细胞因子抑制活性，基于此，研究选取了100mg/mL的HCP作为低剂量治疗组，以及300mg/mL的HCP作为高剂量治疗组。疾病活动指数（DAI）是评估UC严重程度的常用指标（图3A-B）。该研究四组小鼠的DAI评分随着DSS摄入时间的延长而显著上升，而对照组则未见变化。造模第7天，所有小鼠均出现严重便血、蜷缩行为，体重显著下降，并在第8天达到最低值，初步判断UC模型构建成功。随着阳性对照药物SASP和HCP的给药，小鼠的DAI评分开始下降，体重恢复率亦高于模型组。此外，DSS通常会导致结肠缩短，SASP和HCP组的结肠长度均长于模型组。高剂量HCP组对UC的治疗效果与SASP相当，且优于低剂量HCP治疗组。与SASP相比，HCP的两种剂量均导致小鼠体重增长更为显著（图3C）。

图3 （A）疾病活动指数（B）体重曲线（C）结肠长度和结肠形态（D）实验时间线

结肠组织代谢物谱分析

主成分分析（PCA）被应用于初步探究总体代谢差异以及各组样本间的变异程度。PCA结果展现了组间代谢组的明显分离趋势，并为组内代谢组的差异提供了证据。尽管所有组间观察到一定程度的重叠，但两组间存在显著差异。随后，采用正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）模型对代谢组数据进行深入分析，并生成了评分图以进一步阐释组间差异。基于PCA和OPLS-DA模型的分析结果，研究可以推断出UC诱导的体内代谢变化。此外，HCP处理与阳性药物SASP之间的代谢物谱存在显著差异，暗示了它们可能具有不同的疾病治疗机制。基于此，研究筛选出VIP值大于1.5且p值小于0.05的潜在差异代谢物。HCP低剂量治疗组和高剂量治疗组分别揭示了614种和652种差异代谢物，显著高于阳性对照组观察到的156种。

差异代谢物通过火山图进行可视化展示（图4），其中p值小于0.05被设定为显著差异的判定标准。图中，红色点代表上调的显著代谢物，绿色点代表下调的显著代谢物。低剂量HCP组中，有341种上调的代谢物和273种下调的代谢物；高剂量HCP组中，有424种上调代谢物和228种下调代谢物，上调代谢物数量显著多于下调代谢物，达到196种。而SASP组中上调和下调代谢物的数量几乎相等。低剂量HCP组表现出229种特异性代谢物，高剂量HCP组表现出254种特异性代谢产物。两组间共有241种特异性代谢物，显著超过了SASP阳性组的53种。综合这些发现，表明HCP治疗UC更倾向于诱导代谢物的上调，这与阳性药物SASP的效应不同。此外，不同代谢物数量的显著差异暗示了HCP可能具有复杂的治疗机制。

图4 每组不同代谢物的火山图。计算不同代谢物的上调和下调量

结论

总之，研究经体内外实验证实了HCP具有显著的抗炎活性，进一步的研究在UC小鼠模型中表明，HCP的治疗效果优于常规的SASP治疗药物，从而揭示了其作为天然前体药物的潜在价值。

参考文献：

Hu Y, Zhou L, Yang J, Bai R, Marchioni E, Zhao M, Zhou L. Anti-inflammatory mechanism of Houttuynia cordata polysaccharides against ulcerative colitis based on multi-omics conjoint analysis. Int J Biol Macromol. 2024 Nov 7;283(Pt 1):137311. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.137311