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2025
07-16

揭秘白术芍药汤:如何通过FoxO1/FoxO3a重塑肠道屏障与脑-肠轴,战胜腹泻与应激性肠易激综合征

肠易激综合征(IBS)是一种常见的消化系统疾病,会干扰胃肠道的正常运作。其显著的表现形式为反复的腹胀、腹痛以及排便习惯的异常。按照疾病的具体表现,IBS主要可以分为四种亚型,其中最为常见的是腹泻为主的IBS-D型。需要指出的是,IBS-D的发病率呈现逐年上升的趋势。白术芍药汤(BSD)源于《素问病机气宜保命集》,具备补益脾胃、柔肝敛阴之功效,可有效缓解腹痛、腹泻、腹胀等症状,广泛应用于治疗IBS-D。研究表明,BSD通过调节肠道免疫系统、减轻炎症反应、改善肠道运动等功能,发挥治疗效果。尽管如此,BSD对IBS-D个体产生影响的作用机制仍需进一步探讨。

日前,一篇发表在《Phytomedicine》杂志,名为“Baizhu shaoyao decoction restores the intestinal barrier and brain-gut axis balance to alleviate diarrhea-predominant irritable bowel syndrome via FoxO1/FoxO3a”的论文,研究了BSD对IBS-D相关症状的保护作用。

图1 论文首页

BSD改善IBS-D模型抑郁和腹泻 

研究者构建IBS-D大鼠模型探究BSD在缓解IBS-D相关症状方面的作用,分别设置对照组(对照组大鼠灌胃生理盐水)、IBS-D(IBS-D大鼠灌胃生理盐水)及阳性对照组IBS-D+溴化钙(PVB)(IBS-D大鼠灌胃15 mg/kg PVB)。实验结果表明,IBS-D诱导组大鼠的体重明显轻于未治疗组(p<0.05)。然而,接受高剂量BSD治疗的大鼠体重有所增加(p<0.05)。此外,通过观察各组大鼠的粪便状况,发现IBS-D诱导组大鼠出现腹泻症状,而经BSD治疗后腹泻症状明显改善。值得注意的是,IBS-D诱导显著降低了大鼠的摄食量。实验结果进一步揭示,IBS-D组的大便频次和水分含量较对照组显著增加;而经过不同剂量的BSD和PVB处理后,这些参数均得到显著降低,为IBS-D模型提供了有力支撑。综上所述,BSD在缓解IBS-D相关症状方面具有显著作用。

图2  BSD可改善IBS-D大鼠的抑郁行为和肠道症状 

BSD可恢复IBS-D大鼠肠道形态和肠道屏障功能

根据H&E和AB-PAS染色结果,对照组、IBS-D组、BSD-组和PVB处理组的大鼠肠道在结构和形态上没有显著差异,这表明这些大鼠的肠道没有受到损伤或变性。同时,各组间隐窝深度也未发现显著差异。然而,IBS-D组的绒毛长度明显短于对照组和高剂量BSD组。

此外,IBS-D组的绒毛高度/隐窝深度之比(V/C)相较于BSD治疗对照组、中剂量组和高剂量组显著降低。TUNEL实验结果显示,IBS-D组的细胞凋亡率明显升高,而BSD和PVB组的细胞凋亡率则明显减轻。

为了进一步探究肠道屏障功能的变化,研究者采用Western blotting技术对肠屏障相关蛋白进行了定量分析。结果显示,IBS-D大鼠肠道中claudin-1(CLDN1)和occludin的表达水平明显低于对照组。然而,PVB组和BSD组的显这些蛋白水平却呈现高水平。此外,与对照组相比,IBS-D大鼠肠道中Zo1、Cldn1和Ocln的mRNA水平显著降低,而DASD和PVB增加了IBS-D大鼠的转录水平。

综上所述,这些结果表明BSD可有效恢复IBS-D大鼠肠道形态和肠道屏障功能。

图3 BSD可恢复IBS-D大鼠肠道形态和肠道屏障功能

BSD通过降低回肠sIgA含量减轻IBS-D

为了深入研究BSD对大鼠IBS-D的作用机制,研究者将对照组、IBS-D组和BSD-M治疗组大鼠的肠组织转录本进行了测序。对比对照组,IBS-D组表现出158个基因上调和34个基因下调(图4A)。而BSD处理组则有1012个基因上调和1784个基因下调(图4B)。此外,肠道内sIgA含量与IBS-D的发生呈正相关。GSEA分析显示,IBS-D大鼠的sIgA产生相关通路上调(图4C)。通过KEGG途径和GO富集分析,发现BSD治疗组和IBS-D组之间差异表达基因(DEGs)主要涉及sIgA产生途径的免疫网络和白细胞介素-2产生的正调控(图4D和4E)。

接下来,采用ELISA法对肠道sIgA进行了定量分析,结果显示IBS-D组sIgA水平显著高于对照组(p<0.01),而BSD和PVB显著降低了IBS-D组的sIgA含量(p<0.01)。此外,IHC分析确定了sIgA在肠道中的分布,其结果与ELISA结果一致。综上,初步结果表明,BSD通过抑制sIgA的表达来治疗大鼠IBS-D。

图4 BSD通过降低回肠中sIgA含量来减轻IBS-D

BSD调节IBS-D大鼠FoxO1和FoxO3a的表达  

在对照组、BSD-M处理组和IBS-D组之间差异表达基因的KEGG通路分析中,发现FoxO信号通路显著富集(如图5A所示)。因此,研究者深入探究了参与FoxO信号通路的多种因子的蛋白和mRNA水平。与对照组相比,IBS-D大鼠肠道内的Foxo1、Foxo3和Gsk3b的mRNA表达水平显著升高(p<0.05或p<0.01)。

此外,BSD-组和PVB-组大鼠肠道内的Foxo1和Gsk3b的mRNA表达水平均高于IBS-D组(p<0.01)。值得一提的是,BSD-H组肠道内的Foxo3 mRNA水平高于IBS-D组(p<0.01;如图5B所示)。

免疫印迹实验显示BSD和PVB可以下调IBS-D大鼠肠道内的FoxO1和FoxO3a的蛋白水平(p<0.01;如图5C和5D所示)。这些数据表明,FoxO信号通路在IBS-D的缓解过程中可能发挥重要作用。

图5 BSD调节IBS-D大鼠回肠Foxo1和FoxO3a的表达

BSD抑制IBS-D大鼠肠肥大细胞(MCs)和脑肠肽

研究者采用甲苯胺蓝O染色法对肠道MCs进行了定量分析。对比IBS-D组与对照组,IBS-D组肠道MCs的平均累积光密度(IOD)显著增高。

在肠道结构方面,IBS-D大鼠的肠绒毛出现了大量破裂,肠上皮细胞核呈现出异常的囊泡结构。经过BSD治疗后,IBS-D大鼠的肠道结构恢复正常,与对照组无显著差异。

此外,通过对大鼠肠道中的脑肠肽进行量化分析观察到。IBS-D组中MCT、VIP、SP、PAF、CCK和GMFB的丰度较对照组均有所升高。值得让人关注的是,经过BSD治疗后,IBS-D大鼠肠道内所有脑肠肽由低水平恢复至与对照组相似的水平。

综上所述,BSD对于减轻IBS-D大鼠的肠道应激反应、改善肠道功能障碍具有积极作用。这些发现为BSD在IBS-D治疗中的应用提供了有力证据。

图6 BSD抑制IBS-D大鼠肠肥大细胞(MCs)和脑肠肽

结论

本研究证实了BSD对IBS-D大鼠腹泻、腹痛和抑郁的有益作用,表明FoxO信号通路在BSD诱导的肠道恢复过程中发挥了作用,有助于IBS-D大鼠屏障功能的修复。

参考文献:

Wei Y, Fan Y, Huang S, Lv J, Zhang Y, Hao Z. Baizhu shaoyao decoction restores the intestinal barrier and brain-gut axis balance to alleviate diarrhea-predominant irritable bowel syndrome via FoxO1/FoxO3a. Phytomedicine. 2024 Jan;122:155163. doi: 10.1016/j.phymed.2023.155163.

作者|梅斯医学编辑 | 竹子 #artContent h1#artContent p img#artContent table

最后编辑:
作者:y930712
这个作者貌似有点懒,什么都没有留下。

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