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上海中醫大研究:茵陳蒿多糖的新奇療效揭秘,竟能有效減輕肝損傷並啟用Nrf2訊號通路!

2024-05-12養生

膽汁淤積 ,作為肝臟疾病的一種顯著臨床表現,其發病率呈現出顯著的上升趨勢。在現有的治療手段中,熊去氧膽酸(UDCA)已被證實對早期 原發性膽汁性肝硬化(PBC) 具有確切的治療效果。然而,對於部份UDCA不耐受的PBC患者,含酒精酸被用作替代治療方案,但其套用常伴隨著不良反應的發生。更為嚴重的是, 膽汁淤積的持續發展可能進一步導致高膽紅素血癥和肝損傷 。因此,迫切需要研發新型的治療策略。

研究表明,腸道微生物群具備多樣化的生物學功能,其中之一便是調節宿主代謝。 膽汁淤積的一個顯著特征是腸道微生物群的失衡 。一項臨床研究指出,糞便細菌移植對PSC患者具有積極的治療效果,這提示腸道微生物群的失調與膽汁淤積性肝病之間存在關聯,調節微生物群可能對治療膽汁淤積性疾病具有潛力。

中醫(TCM)理論中,膽汁淤積亦稱為黃疸。 青蒿是治療黃疸的一種常用中草藥,其活性成分涵蓋了抗膽汁淤積、肝保護和抗氧化應激等方面 。在這些成分中,多糖是不可或缺的一部份。有報道顯示, 茵陳蒿多糖(APS) 對大鼠妊娠期膽汁淤積和肝外膽汁淤積均表現出保護作用。但對於肝內膽汁淤積,APS的保護作用仍有待進一步研究明確。

近日,一篇名為「Artemisia capillaris Thunb. Polysaccharide alleviates cholestatic liver injury through gut microbiota modulation and Nrf2 signaling pathway activation in mice」的論文探討了 茵陳蒿多糖對膽汁淤積和肝損傷的保護作用及其機制

圖1 論文首頁

APS改善ANIT誘導的小鼠膽汁淤積性肝損傷

圖2A顯示,患有膽汁淤積癥的小鼠血清生化指標出現了明顯的上升。然而,接受了低劑量和高劑量的APS治療後,這些生化指標均出現了顯著的降低。除此之外,膽汁淤積小鼠的肝臟損傷情況,包括嗜中性球浸潤和肝細胞壞死的程度也有所增加。經APS處理後,這些情況均得到了明顯的改善(圖2B、C)。結果表明, APS對於膽汁淤積性肝損傷具有顯著的治療作用

圖2 茵陳蒿多糖改善膽汁淤積小鼠的肝損傷

APS透過調節Nrf2通路改善膽汁淤積小鼠的BA穩態

在Vehicle+ANIT組膽汁淤積小鼠中,血清中牛磺酸結合、甘胺酸結合以及未結合TBAs的濃度均有顯著升高。但APS治療之後,相關水平有所降低(圖3A、B)。同時,膽汁淤積小鼠肝臟組織中的BA含量也有所增加,而APS則能夠降低牛磺酸結合BAs和TBAs的濃度(圖3C、D)。

圖3 茵陳蒿多糖降低膽汁淤積小鼠的血清和肝臟膽汁酸

為深入探索APS如何影響BA的穩態,研究利用即時PCR技術檢測了BA攝取轉運蛋白、外排轉運蛋白、代謝酶以及合成酶的表達情況。結果顯示,APS並未對膽汁淤積小鼠肝臟組織中Fxr、Pxr、Tgr5和Car的表達產生顯著影響。然而,接受APS治療後,膽汁淤積小鼠肝臟組織中Nrf2及其下遊外排轉運體Mrp2、Mrp3和Mrp4的mRNA表達水平均顯著上調(圖4A)。

進一步地,透過免疫熒光染色技術,研究者觀察到APS治療後,Nrf2在肝臟細胞核中的表達顯著增加,而在胞質溶膠中的表達則相應減少(圖4B、C),MRP2、MRP3和MRP4的蛋白表達也在APS的作用下得到上調(圖4D、E)。

綜上所述, APS透過上調Nrf2及其下遊外排轉運體的表達,促進了BA的排泄,從而減少了BA在肝臟組織中的積聚

APS增加Nrf2下遊抗氧化基因表現並減少氧化性肝損傷

經APS給藥處理後,膽汁淤積小鼠肝臟內Nrf2下遊基因的mRNA表達水平得到上調,其中包括Ho-1、Nqo-1和Gclc(圖4F)。此外,APS還能顯著降低膽汁淤積小鼠體內活性氧自由基(ROS)的表達水平(圖4G)。研究發現,APS在膽汁淤積小鼠的肝組織中顯著上調了HO-1、NQO1、GCLC和GCLM蛋白的表達(圖4D–H)。總之, APS透過誘導Nrf2下遊抗氧化基因的表達,有效減少了氧化性肝損傷的發生

圖4 茵陳蒿多糖增加膽汁淤積小鼠Nrf2、膽汁酸外排轉運蛋白以及抗氧化基因的表達

APS對膽汁淤積性肝損傷的保護作用依賴於Nrf2的啟用

在Nrf2基因剔除的小鼠模型中,當膽汁淤積發生時,其血清生化指標水平出現了明顯的上升,然而,經過APS處理後,並未觀察到這些指標的改善(圖5A)。此外,對患有膽汁淤積癥的Nrf2基因剔除小鼠進行APS處理,其肝細胞浸潤和壞死的情況也並未得到明顯緩解(圖5B、C)。這些結果 進一步確認了APS對肝損傷的保護作用需要依賴於Nrf2的啟用狀態

圖5 在Nrf2敲除小鼠中,APS對膽汁淤積性肝損傷的保護活性消失

APS對BA穩態和氧化性肝損傷的保護作用依賴於Nrf2的啟用

在Vehicle+ANIT組中,觀察到膽汁淤積小鼠(Nrf2−/−)血清和肝組織中的牛磺酸結合、甘胺酸結合以及非結合型膽汁酸(BA)水平均有顯著上升,而APS對此並無緩解作用(圖6A-D)。進一步分析顯示,在膽汁淤積的Nrf2敲除小鼠中,APS原本對肝組織中Mrp2、Mrp3和Mrp4的mRNA及蛋白表達上調作用被完全消除(圖6E-F,H)。

此外,在膽汁淤積的Nrf2敲除小鼠中,APS並未能增加肝臟Nrf2下遊抗氧化基因的表達(圖6H-J)。同時,APS也未能降低膽汁淤積的Nrf2敲除小鼠肝臟中的活性氧(ROS)水平(圖6G)。結果 明確表明APS對膽汁酸穩態以及膽汁淤積性氧化損傷的影響是依賴於Nrf2途徑的

圖6 在膽汁淤積的Nrf2敲除小鼠中,APS改善的BAs穩態和氧化性肝損傷無效

APS緩解膽汁淤積小鼠腸道微生物群失調

經對 腸道微生物群 的數據分析(圖7)。在α多樣性分析中,Sobs指數在Vehicle、ANIT和APS處理組之間並無顯著差異(圖7A)。然而,在β多樣性分析中,透過主座標分析(PCA)和非度量多維標度分析(NMDS)揭示,Vehicle、ANIT和APS處理組的微生物群組成存在顯著差異(圖7B-C)。

為了更直觀地了解不同組(Vehicle、ANIT、APS)間共享的操作分類單元(OTU)及OTU的平均數量,研究采用了維因圖進行視覺化(圖7D)。在門水平上,與Vehicle組相比,ANIT組中擬桿菌門和變形菌門的豐度有所增加,而厚壁菌門的豐度則降低;相反,APS處理組則表現出變形菌門和厚壁菌門的豐度降低,而豐度增加的趨勢(圖7E)。

在科水平上,研究發現ANIT組中腸桿菌科的豐度增加,而毛螺菌科的豐度減少;而APS給藥後,這些組成變化得到了逆轉(圖7F)。在屬水平上,APS顯著增加了膽汁淤積小鼠腸道中產生短鏈脂肪酸(SCFAs)的細菌(如羅氏菌和乳桿菌)的數量,並降低了條件致病菌(如腸球菌)的數量(圖7G)。這些結果表明, APS能夠有效改善膽汁淤積小鼠的腸道微生物群失調狀況

圖7 APS緩解膽汁淤積小鼠腸道微生物群失調

結論

結果顯示, APS能夠透過調節微生物群和啟用Nrf2訊號通路,有效緩解膽汁淤積性肝損傷的癥狀 。這一發現為膽汁淤積性肝病治療提供了新的科學依據,為其靶向腸道微生物群的治療策略提供了有力證據。

參考文獻:

Cai J, Zhu Z, Li Y, Li Q, Tian T, Meng Q, Wang T, Ma Y, Wu J. Artemisia capillaris Thunb. Polysaccharide alleviates cholestatic liver injury through gut microbiota modulation and Nrf2 signaling pathway activation in mice. J Ethnopharmacol. 2024 Jun 12;327:118009. doi: 10.1016/j.jep.2024.118009

來源:梅斯循證中醫藥