中药活性成分调控肠道菌群代谢物改善动脉粥样硬化的研究进展

B站影视 韩国电影 2025-03-25 14:30 1

摘要:动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是一种脂质代谢失衡驱动的慢性炎症性疾病,可诱发多种外周动脉血管和心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)。仅在2022年,CVD就导致全球约1 980万人死亡,其中超过34%的患者在

动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是一种脂质代谢失衡驱动的慢性炎症性疾病,可诱发多种外周动脉血管和心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)。仅在2022年,CVD就导致全球约1 980万人死亡,其中超过34%的患者在70岁之前死亡[1]。AS的危险因素复杂多样,不仅包括高脂血症、高血压等传统因素,还包括睡眠障碍、肠道微环境、空气污染等非传统因素[2-3]。随着高通量基因测序和代谢组学技术的兴起,肠道菌群及其代谢物成为近年来的研究热点。肠道菌群与宿主保持着长期的共生关系,在代谢活动中产生大量的代谢产物,包括但不限于短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)、三甲胺-N-氧化物(trimethylamine-N-oxide,TMAO)和胆汁酸等。多项研究表明,AS病程中伴随着肠道微环境失调,而肠道菌群代谢物作为信号调节因子参与AS的发生发展[4-5]。中药活性成分是扩大临床药物选择的重要资源基础,具有疗效稳定、不良反应小等明显优势。口服中药在体内主要通过肝脏和肠道菌群代谢,可通过调节胃肠道环境、肠道菌群及其代谢产物来发挥其抗AS作用。本文综述了AS与肠道菌群代谢物的相关性,并基于代谢物的变化探讨中药活性成分对AS发生发展的影响。

1 肠道菌群代谢物参与AS的发生发展

肠道菌群及其代谢物失调在AS病程中起着关键作用,被称为肠道菌群-动脉轴[6]。在AS发展过程中,肠道菌群主要通过以下途径影响AS。首先,肠道菌群失调可能会损伤肠道屏障完整性,进而诱导持续的免疫炎症反应,这是AS的一个重要驱动因素;其次,肠道菌群失调往往伴随着脂质代谢的紊乱,如肠道菌群能够通过对胆汁酸合成的调节,影响胆固醇的正常代谢,导致胆固醇在体内蓄积,从而加剧AS;同时,肠道菌群分解宿主摄入的食物和药物,导致小分子次生代谢物的产生和分泌,可对AS产生多方面的影响,如胆碱、甜菜碱和左旋肉碱等的过量摄入会上调加速AS发展的肠道菌群及其代谢物的水平。反之,AS的发展也会反作用于肠道微环境。膳食是影响肠道菌群组成的决定性因素,高脂高胆固醇饮食是AS的危险因素之一,通常会改变AS患者的糖脂代谢状态,如胰岛素抵抗、高脂血症等,这些变化可能影响肠道菌群的组成和功能,进一步引起肠道菌群代谢物失调。此外,与AS相关的肠道屏障功能和通透性的改变导致肠道内的有害物质如脂多糖转移到体循环中,进一步增强AS的促炎条件。因此,识别肠道菌群及其相关代谢物的特性及功能是调节AS进程、预防其发生及制定有效治疗策略的重要一环。图1总结了肠道菌群代谢物参与AS发生发展的作用机制。

1.1 TMAO代谢

TMAO是肠道菌群衍生的终末代谢产物,人体不会合成TMAO,肠源性三甲胺(trimethylamine,TMA)的氧化是内源性TMAO的主要来源。体内TMAO水平往往与饮食、肠道菌群丰度和遗传有关,摄入富含胆碱的饮食是其升高的决定因素[7]。特异性复合酶Cut C/D将未吸收的膳食胆碱代谢为TMA,TMA在肝门静脉系统循环中被肝单胺氧化酶3(flavin-containing monooxygenase 3,FMO3)氧化形成TMAO。多个临床队列研究表明,高水平的TMAO与CVD的风险增加呈强正相关,并可预测慢性心力衰竭和卒中的不良结果[8-9]。一项临床队列研究通过代谢组学方法探索了肠道菌群与CVD之间的潜在因果关系,鉴定了与膳食磷脂酰胆碱相关的3种代谢物,包括胆碱、TMAO和甜菜碱[10]。巨噬细胞作为AS斑块中主要的免疫细胞,在加速AS斑块形成和炎症发展中具有重要作用,是泡沫细胞的主要来源。CD36是介导巨噬细胞内吞LDL-C的主要膜受体,其与氧化修饰低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)结合促进细胞内胆固醇积累、巨噬细胞泡沫化形成和炎症激活[11]。过量的TMAO可通过激活CD36、清道夫受体A1、凝集素样氧化型低密度脂蛋白受体-1(lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor 1,LOX-1)的表达,加速胆固醇超负荷的巨噬细胞向泡沫细胞转化的进程。当FMO3敲除后,小鼠体内TMAO的循环水平显著降低。研究显示敲除FMO3可以通过促进小鼠的胆固醇逆向转运(reverse cholesterol transport,RCT)来调节胆固醇平衡[12]。内皮功能障碍是AS加速发展的重要驱动因素。TMAO水平升高通过激活NOD样受体热蛋白结构域3(NOD like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)炎症小体,增加白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和IL-18的表达,从而诱导内皮损伤和血管炎症[13]。

1.2 胆汁酸代谢

胆汁酸是胆固醇的代谢产物,最初由肝脏中的胆固醇7α-羟化酶(cholesterol 7α-hydroxylase,CYP7A1)和CYP8B1催化的经典途径或由CYP27A1和CYP7B1催化的替代途径下合成,合成的初级胆汁酸与牛磺酸或甘氨酸结合,并释放到肠道,在肠道菌群作用下被胆盐水解酶(bile salt hydrolase,BSH)转化为次级胆汁酸[14-15]。胆汁酸作为一种信号分子,与多种宿主受体相互作用,参与宿主代谢、免疫和炎症的调节。这些受体主要包括核受体如法尼醇X受体(farnesoid X receptor,FXR)、肝X受体(liver X receptor,LXR)及G蛋白偶联胆汁酸受体1(takeda G-protein-coupled receptor 5,TGR5)。FXR主要通过3条途径调节肠肝循环中的胆汁酸水平:小异二聚体配体(small heterodimer partner,SHP)途径、成纤维细胞生长因子19(fibroblast growth factor 19,FGF19,啮齿动物中FGF15)途径和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)途径[16]。激活的FXR通过诱导SHP的表达,抑制LXR的激活,从而降低胆汁酸合成限速酶CYP7A1和CYP8B1的表达水平,抑制胆固醇向胆汁酸的转化[17]。LXR-α是RCT途径中关键的固醇敏感转录因子,在胆固醇流出的调节中发挥重要作用。激活的FXR诱导肠道中FGF19的表达,FGF19通过门静脉循环进入肝脏,可通过与成纤维细胞生长因子R4/β-klotho复合物结合激活JNK信号通路,从而抑制CYP7A1的表达[18]。胆汁酸代谢紊乱导致胆固醇大量蓄积是AS发展的重要因素,而降胆固醇治疗已被证实为AS的有效治疗策略。有趣的是,靶向FXR影响胆汁酸代谢进而调节AS发展的具体作用仍然存在争议。在FXR−∕−或熊去氧胆酸处理的ApoE−∕−小鼠中,发现肠道FXR靶基因鞘磷脂磷酸二酯酶3的表达降低,导致促炎性神经降压素的产生和分泌中断,高胆固醇血症和AS病变得到改善[19]。然而,另有研究在ApoE−∕−FXR−∕−和Ldlr−∕−FXR−∕−双基因敲除小鼠中观察到截然相反的AS病变增强的结果[20-21]。人工合成的FXR激动剂在AS治疗中显示出良好的治疗效果[22]。因此,合理推测矛盾的实验结果可能是由于FXR信号在不同组织中的作用机制不同或FXR对胆固醇以外的物质的调控作用不同造成的。TGR5是胆汁酸分泌和重吸收的关键调节因子,在同时抑制FXR和TGR5表达后,Ldlr−∕−小鼠通过核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κΒ)激活表现出增强的AS相关炎症[23]。总之,靶向FXR信号通路调控胆汁酸是干预AS进展的新策略,但其调控脂代谢以外的作用机制有待深入研究。

1.3 SCFAs代谢

SCFAs是宿主共生微生物在小肠中发酵膳食纤维和抗性淀粉等难以消化的碳水化合物的主要产物。SCFAs的生理作用依赖于以下机制:首先,SCFAs在细胞核中作为组蛋白去乙酰化酶的抑制剂影响转录过程。其次,SCFAs可以与细胞膜受体如游离脂肪酸受体2(free fatty acid receptor 2,FFAR2)、FFAR3、GPR109A和OR51E2结合[24]。FFAR2和FFAR3是SCFAs的主要受体,可被乙酸、丁酸和丙酸激活,在调节肠道菌群介导的炎症和抑制脂质蓄积中发挥重要作用。FFAR3主要在肠道、脂肪和免疫组织中表达,激活SCFAs/FFAR3轴已被证明可有效逆转高脂饮食诱导的脂质蓄积[25]。SCFAs参与了AS及其诱导的CVD发病过程中的多个环节,并通过调节脂质代谢、炎症激活和内皮功能发挥积极作用。在丁酸盐干预的颈动脉AS小鼠模型中,颈动脉内皮中的NLRP3炎症小体活化被显著抑制,进而有效改善动脉损伤[26]。AS患者肠道微环境紊乱,通常体内SCFAs水平通常较低,相应的产SCFAs细菌丰度也较低[27]。产生SCFAs的特定微生物群可用于降低AS的危险因素,如具有产丁酸盐能力的Roseburia intestinalis。在ApoE−∕−小鼠体内的定植表现出缓解AS损伤的同时抑制全身炎症和内毒素血症[28]。促炎性辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)和抗炎性调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)失衡是导致AS炎症发展的重要因素[29]。研究表明,丙酸钠通过抑制Th17细胞分泌和促进Treg细胞产生来减轻炎症和维持免疫稳态,从而减轻AS病变和高血压心脏损伤[30]。

1.4 脂多糖代谢

脂多糖是革兰阴性菌外壁的特征性结构成分,被认为是细菌从肠道转移到体循环的标志物,在维持细菌结构完整性的同时触发宿主的免疫炎症反应[31-32]。脂多糖通过肠黏膜屏障进入血液后,被脂多糖结合蛋白(lipopolysaccharide binding protein,LBP)识别并结合形成脂多糖-LBP复合物。脂多糖-LBP复合物与CD14受体结合形成脂多糖-LBP-CD14三联体,然后转位到Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)-髓样分化蛋白-2(myeloid differentiation protein-2,MD-2)复合物上,在MD-2的协助下与TLR4结合,促进TLR4的二聚化或多聚化,进而激活髓样分化因子88(molecule myeloid differentiation factor 88,MyD88)和β干扰素TIR结构域衔接蛋白依赖的信号通路,刺激肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、IL-1β和IL-17等炎症介质的释放。炎症的激活和消退之间的失衡是决定AS斑块形成和破裂的重要因素。在AS病理状态下,肠道微生态紊乱,肠道通透性增加,导致肠道中脂多糖易位进入体循环,诱导不同类型的细胞损伤并激活全身炎症通路[33]。脂多糖可诱导内皮细胞分泌诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、细胞间黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)和血管细胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1,VCAM-1),引起血管壁炎症细胞黏附和浸润,导致内皮细胞损伤。在ox-LDL诱导的巨噬细胞源性泡沫细胞中,脂多糖干预可促进M1型巨噬细胞极化。事实上,在多个临床前和临床研究中已经观察到循环脂多糖在AS患者和动物模型中的显著积累,提示AS的发生发展与脂多糖水平呈正相关。

1.5 氨基酸代谢

支链氨基酸类(branched chain amino acids,BCAAs)包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸,是机体必需的一组氨基酸。BCAAs已被证实在CVD、代谢性疾病和免疫系统疾病中发挥重要作用,主要涉及免疫反应、激素合成、胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)和脂质代谢等关键过程[34-35]。流行病学研究表明,AS的发生发展通常伴随着循环BCAAs浓度的升高[36]。BCAAs已被证明可通过增加活性氧释放诱导氧化应激和通过激活核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)通路诱导炎症,从而促进内皮功能障碍[37]。色氨酸是人和动物体内不能内源性合成的芳香族氨基酸之一,主要通过其代谢产物发挥生理作用。色氨酸的降解主要通过3条途径,包括犬尿氨酸、血清素和微生物途径。在肠道中,约95%的色氨酸在吲哚胺2,3-双加氧酶(indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)和色氨酸2,3-双加氧酶(tryptophan 2,3-dioxygenase,TDO)的催化下代谢为犬尿氨酸,约2%的色氨酸在色氨酸羟化酶1(tryptophan hydroxylase 1,TPH1)和TPH2的作用下转化为5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)[38]。在一个大型中老年人群(n=921)队列中,发现IDO活性与颈动脉内膜/中膜厚度呈强正相关,表明IDO是AS的敏感标志物[39]。

2 中药有效成分调节肠道菌群代谢物防治AS

中药活性成分是创新药物开发的重要资源基础。多项临床试验和动物实验分析验证了合理应用中药活性成分防治AS的巨大优势,这与其靶向调控肠道菌群代谢产物密不可分。本部分通过检索现有文献,围绕肠道菌群代谢产物的调控,总结中药活性成分的抗AS作用及其治疗潜力,探索中药在抗AS中的应用思路。

2.1 生物碱类化合物

生物碱是一类广泛存在于中药中的天然含氮有机化合物,多呈碱性,大量研究证实其对人体健康的益处。

2.1.1 小檗碱 小檗碱是一种天然异喹啉类生物碱,多存在于黄连和黄柏中。由于其具有抗炎、调脂、抗血栓和降血糖等特性,具有作为抗AS药物候选物的潜力[40]。肠道微生物酶复合物Cut C/D和Cnt A/B在食物胆碱转化为TMA过程中起关键作用。多项研究表明,小檗碱对AS具有可靠的疗效,这归因于其能够通过抑制肝脏FMO3表达,下调Cut CCnt A基因表达水平,降低产TMA的肠道菌群丰度,从而减少TMAO的生物合成[41]。小檗碱通过激活FXR/FGF15轴恢复胆汁酸代谢稳态,从而抑制脂肪生成和炎症[42]。

2.1.2 辣椒素 辣椒素是一种著名的瞬时受体电位香草醛亚家族1(transient receptor potential vanilloid 1,TRPV1)激动剂,最初用于缓解疼痛,但后来在CVD中表现出广泛的药理活性。研究表明,辣椒素通过重塑肠道菌群,增加SCFAs产生菌TuricibacterOdoribacterIleibacterium的丰度,降低盲肠中脱氧胆酸、次黄嘌呤和胆酸的浓度,降低血清脂多糖水平,从而减轻高脂饮食诱导的AS[43]。

2.2 黄酮类化合物

黄酮类化合物是含有2-苯基色酮结构的天然产物,广泛存在于植物界中。过量的TMAO可引起血管内皮细胞炎性损伤,从而加速内皮功能障碍。芹菜素显著抑制TMAO诱导的清道夫受体LOX-1、ICAM-1表达和NLRP3炎症小体活化,表明其恢复内皮功能的机制与抑制淋巴细胞黏附和乙酰化LDL-C的摄取密切相关[44]。

2.2.1 黄芩苷 黄芩苷是黄芩提取物的主要黄酮类成分,具有潜在的抗AS特性,主要表现在抑制血管平滑肌细胞增殖、改善内皮损伤和抑制炎症方面。黄芩苷被发现可以抑制CYP1A2和FXR的激活,进而通过调节胆汁酸代谢来抑制肝脏和胆汁中的脂质积累[45]。

2.2.2 川陈皮素 川陈皮素是一种在十字花科植物中发现的多甲氧基黄酮类化合物,已被证明具有广泛的抗炎特性。川陈皮素能明显抑制TMAO诱导的HUVEC增殖,其抗血管炎症作用与抑制NF-κB/丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)通路活化有关[46]。血管内皮细胞主要通过合成和释放一氧化氮来调节血管功能稳态,而一氧化氮的合成主要由内皮型一氧化氮合酶调节。TMAO连续处理可诱导HUVECs氧化应激、炎症和内皮功能障碍,构建体外AS模型。

2.2.3 柚皮苷 柚皮苷可通过抑制MAPK信号通路的激活,抑制促炎因子TNF-α、IL-6和NOD样受体热蛋白结构域3(NOD like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)炎症小体的表达,上调一氧化氮的释放,从而改善TMAO介导的炎症和氧化应激[47]。

2.2.4 葛根素 葛根素在临床实践与动物实验中均被证实具有显著的拮抗AS效应,研究揭示了葛根素对肠道菌群的调节作用,其机制主要在于通过下调Prevotella copri的丰度抑制TMA的产生,从而降低循环TMAO浓度[48]。

2.3 皂苷类化合物

2.3.1 人参皂苷 人参皂苷是传统名贵药材人参的主要活性成分,目前已从人参中分离得到至少50种人参皂苷,其对免疫系统、血液循环系统、神经系统等均有明确的药理作用。人参皂苷Rc显著调节AS小鼠肠道微生物的生态失调,并促进与精氨酸和初级胆汁酸生物合成相关的失调代谢物的恢复[49]。人参皂苷K可作为LXRα的激活剂,其抗AS作用与LXRα抑制NLRP3炎症小体活化,促进巨噬细胞胆固醇流出三磷酸腺苷结合盒转运体A1(ATP binding cassette transporter A1,ABCA1)和ABCG1的表达有关[50]。研究发现人参皂苷Rb1可通过调节肠道菌群和氨基酸代谢,降低血清BCAAs含量,从而逆转高脂饮食诱导的糖脂代谢紊乱[51]。

2.3.2 其他皂苷类化合物 黄芪甲苷IV通过抑制BSH、FGF15和增加胰高糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)表达,增加高脂饮食诱导的肥胖小鼠胆汁酸合成,其具体机制可能涉及其抑制肠道FXR激活[52]。绞股蓝皂苷是具有调脂药理活性的绞股蓝的主要成分,研究表明绞股蓝皂苷对脂质代谢的调节在一定程度上可归因于其降低循环TMAO浓度[53]。在高尿酸血症诱导的AS模型中,薯蓣皂苷通过抑制FXR和SHP的激活来促进CYP7A1的表达,从而增加胆汁酸的合成,从而发挥抗AS作用[54]。银杏内酯是从银杏叶中提取的萜类化合物,主要包括银杏内酯A、B、C、J、K、L、M、N、P,其中银杏内酯B的活性最高。银杏内酯B改善血脂异常和炎症,上调乳酸杆菌丰度和下调幽门螺杆菌,降低循环系统中TMAO浓度,在AS模型小鼠中发挥抗AS作用[55]。拟杆菌属是一种产SCFAs的细菌,其丰度通常与FMO3表达和TMAO产量呈负相关,且在AS个体中表现出异常降低。现代药理学研究发现,灵芝多萜衍生物的抗AS机制与其直接增加拟杆菌属的丰度和促进BCAAs降解代谢密切相关[56]。

2.4 酚类化合物

2.4.1 白藜芦醇 白藜芦醇是一种天然多酚提取物,具有抗氧化、抗炎和心血管保护等药理特性。在TMAO诱导的AS模型小鼠中,白藜芦醇通过肠道菌群依赖的方式抑制TMAO并增强肝脏胆汁酸合成,其中胆汁酸合成的机制与抑制肠-肝FXR-FGF15轴激活有关[57]。硫酸吲哚酚(indoxyl sulfate,IS)是色氨酸在肝脏中合成的吲哚衍生物,其浓度增加会促进血管平滑肌增殖并诱导内皮功能障碍。据报道,白藜芦醇通过抑制芳香族化合物受体(aryl hydrocarbon receptor,AHR)/Src信号通路和血管内皮钙黏蛋白激活来改善IS刺激的内皮通透性受损[58]。

2.4.2 姜黄素 姜黄素是从姜黄中提取的主要活性多酚,具有抗炎、抗肿瘤、免疫调节和抗AS等药理学特性。姜黄素通过抑制巨噬细胞极化和炎症通路NF-κB/NLRP3的激活缓解AS损伤,这与其重塑肠道菌群和抑制TMAO合成的作用密切相关[59]。此外,在西方饮食喂养的LDLR−∕−小鼠中,姜黄素治疗降低了血浆脂多糖水平,并改善了AS[60]。

2.4.3 其他酚类化合物 老鹳草素富含于药材大根老鹳草和苦味叶下珠中,可作为益生元通过抑制炎症和TMAO合成来改善AS。丹皮酚是从牡丹干燥根皮中提取的天然酚类成分[61]。研究发现,骨桥蛋白可以促进平滑肌细胞的增殖,而丹皮酚可以通过抑制肠道脂多糖的产生,抑制循环单核细胞中骨桥蛋白的过度表达,从而逆转平滑肌细胞的异常增殖[62]。

2.5 糖类化合物

2.5.1 枸杞多糖 枸杞是我国药食同源的传统补益药,多糖是其主要活性成分。研究发现,枸杞多糖及其提取的枸杞寡糖对高脂饮食诱导小鼠的肠道菌群结构和粪便代谢特征具有明显的调节作用。其中,枸杞多糖降低循环脂多糖水平,调节色氨酸代谢,而枸杞寡糖调节胆固醇、胆汁酸和色氨酸代谢,均是对AS具有临床治疗潜力的活性成分[63-64]。

2.5.2 黄精多糖 黄精多糖具有抗氧化、抗炎和心血管保护等药理活性,并且可提高脂肪酸水平和肠道有益菌群的丰度[65]。另有研究表明其通过上调嗜黏蛋白阿克曼菌、假长双歧杆菌等有益菌的丰度,调控氨基酸代谢及脂肪酸的生物合成,进而抑制TNF-α、IL-6和脂多糖的表达,从而促进肝脏脂质代谢[66]。

2.5.3 其他多糖 高脂血症是一种多因素导致的脂质代谢紊乱的病理状态,是AS发生发展的关键因素。对于高脂饮食引起的高脂血症,藏芜菁多糖可以抑制炎症的发展和脂质的合成,其作用机制与加速胆固醇向胆汁酸的转化,提高SCFAs的产量密切相关[67]。研究表明,大麦草多糖能促进乙酸、丙酸、丁酸和异戊酸的合成,并发挥SCFAs的抗炎和抗氧化应激损伤作用,上调谷胱甘肽、SOD、CAT和T-AOC水平,下调TNF-α和IL-6水平,从而减轻高脂血症[68]。茶褐素和茯苓多糖已被证实可以协同改善脂质代谢紊乱,这是通过调节胆汁酸和脂肪酸代谢来实现的[69]。陈年大蒜低聚糖被认为是一种有效的抗AS成分,在高脂饮食诱导的AS小鼠模型中,摄入陈年大蒜低聚糖可调节肠道微环境紊乱,显著降低TMAO水平、升高乙酸、丙酸和丁酸水平,进而通过ABC转运蛋白途径和脂多糖生物合成途径缓解AS[70]。

2.6 其他活性成分

大蒜素是大蒜中活性最强的成分,已被发现具有心脏保护、调脂、抗炎和抗氧化等作用,其作用机制与调节肠道菌群组成有关[71]。γ丁基甜菜碱(γ butyrobetaine,γBB)是L-肉碱代谢产生TMA的中间产物,具有致AS作用[72]。大蒜素抑制富含胆碱饮食的人和小鼠机体γBB和TMAO的产生,这可能是其减轻AS损伤的机制[73]。银杏叶提取物以肠道菌群依赖的方式减轻AS模型小鼠的高胆固醇血症和炎症,其潜在的保护机制包括保护肠上皮紧密连接蛋白,修复肠道屏障,调节肠道菌群结构,促进SCFAs和胆汁酸的合成[74]。山楂提取物通过抑制TNF-α和MCP-1的表达来减轻炎症,并通过上调SOD1、SOD2、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和过氧化氢酶(catalase,CAT)的表达来恢复抗氧化防御,从而呈剂量相关性地减轻TMAO加重的AS病变[75]。油茶籽油可通过降低血清BCAAs浓度,并进一步抑制肝脏PPARγ的表达,从而改善高脂饮食诱导的血脂紊乱[76]。

中药活性成分通过调节肠道代谢产物治疗AS的分子机制见图2。

3 结语与展望

近年来,人工智能和多组学技术的兴起拓展了对肠道微生物共生系统与AS发生发展之间联系的研究。多项实验如粪便移植、代谢物的靶向测定或联合微生物组和代谢组分析支持肠道菌群来源的代谢物改变影响AS发展的假设。因此,改善肠道菌群及其代谢产物是治疗和预防AS的一个有前景的策略。经过数千年的医疗实践,中医药已跻身国际认可的新高度。在推进传统方剂现代化的同时,深入探索中药及其复杂活性成分的具体作用机制已成为科研重点。现有研究表明,活性成分可通过调节肠道菌群结构、肠道菌群代谢产物和恢复肠道屏障来缓解AS症状。然而,目前基于肠道菌群代谢物变化的活性成分治疗AS的研究综述尚显匮乏。

本文全面梳理了与AS紧密相关的肠道菌群代谢产物,并深入分析了代表性中药活性成分对AS的治疗作用及其潜在机制,旨在为AS的治疗开辟新的视野。但在此过程中,存在几个亟待解决的关键问题:(1)当前研究主要集中在肠道菌群与宿主的相互作用层面,难以明确特定肠道菌群代谢物的功能及其在AS病程中的确切作用机制。(2)现有的靶向代谢组学方法大多局限于已知的肠道菌群代谢物,难以涵盖疾病进程或药物干预引起的肠道菌群代谢物动态变化。(3)中药活性成分的确切作用形式尚待进一步确认,即需明确是原活性成分还是在胃肠道代谢的产物在发挥作用。本文相对应的提出了一系列针对性的解决方案:(1)通过加强跨学科合作,整合生物学、医学、计算机科学等多领域知识,借助微生物共培养系统、微流控芯片、生物信息学工具、人工智能算法等先进技术,深入解析肠道菌群及其代谢物与宿主间的复杂互作网络。(2)开发非靶向代谢组学技术,拓展肠道菌群代谢物数据库,结合先进的质谱分析平台,提高代谢物检测的覆盖率和分辨率,实现对未知代谢物的有效识别。(3)利用药动学研究、体内外代谢模拟及同位素标记技术,追踪中药活性成分及其代谢产物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程,明确其作用形式。综上,未来的研究可聚焦于中药活性成分这一核心领域,巧妙融合人工智能、基因组学及高通量筛选等前沿科技,紧密围绕临床实践需求,旨在为探索与创新抗AS治疗策略奠定坚实基础。

来 源:梁玉琴,陈平平,卢 芳,于栋华,刘树民.中药活性成分调控肠道菌群代谢物改善动脉粥样硬化的研究进展 [J]. 中草药, 2025, 56(6): 2197-2206.

来源:天津中草药

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