沈阳药科大学功能食品与葡萄酒学院贾英教授、颜廷旭副教授团队在国际权威期刊《Carbohydrate Polymers》(中科院1区,IF=12.5)上发表了题为《The Akkermansia muciniphila-tryptophan metabolism-aromatic hydrocarbon receptor axis mediates the protective effect of Schisandra chinensis pectin polysaccharide against colitis》的最新研究成果。该研究从传统中药五味子中成功分离出一种高纯度果胶多糖SCPII-1,并首次揭示其通过选择性富集肠道有益菌嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila, AKK)、促进色氨酸代谢产物吲哚-3-乙醇(I3E)生成,进而激活芳香烃受体(AhR)/IL-22信号通路,从而显著缓解溃疡性结肠炎(UC)的全新机制。这一发现为UC的治疗提供了一种基于肠道菌群的天然益生元新策略。

溃疡性结肠炎是一种慢性、复发性肠道炎症疾病,临床表现为腹痛、腹泻和便血,严重时可增加结直肠癌风险。目前主流治疗药物如5-氨基水杨酸、糖皮质激素和免疫抑制剂存在疗效有限、长期使用副作用大、易产生耐药性等问题。开发安全、有效的新型治疗策略,尤其是基于天然产物的干预手段,已成为该领域的研究热点。
五味子是一味传统中药,其粗多糖已被报道具有抗炎活性。然而,粗多糖成分复杂,生物活性机制不清晰。本研究团队经过系统的分离纯化,首次获得了一种分子量约278 kDa的均一果胶多糖SCPII-1,并通过甲基化分析、核磁共振(NMR)等手段精细解析了其结构特征:主链主要由→4)-α-D-GalpA-(1→重复单元构成,并含有RG-I型果胶特有的侧链结构。在小鼠模型中,SCPII-1治疗能够显著改善DSS诱导的结肠炎症状—逆转体重下降、降低疾病活动指数(DAI)、恢复结肠长度、修复结肠黏膜超微结构(微绒毛、线粒体)并增强肠道屏障功能。16S rRNA测序显示,SCPII-1显著逆转了结肠炎小鼠的肠道菌群失调,特别是选择性富集了AKK—一种被誉为“下一代益生菌”的有益菌。非靶向代谢组学分析发现,SCPII-1处理显著提升了血清中色氨酸来源代谢物I3E的水平。相关性分析表明,I3E与炎症指标呈强负相关,与AKK丰度呈正相关。通过粪便移植、AKK活菌补充、外源性I3E补充等一系列体内实验,团队证实了SCPII-1的作用依赖于“AKK-I3E-AhR”轴。I3E可直接与AhR结合(SPR测定KD值为2.16×10-7 M),促进AhR核转位,上调IL-22表达,从而修复黏膜、维持免疫稳态。值得注意的是,SCPII-1与AKK联合使用呈现出协同增效作用,提示SCPII-1不仅能促进AKK增殖,还能增强其代谢功能。
本研究首次从结构清晰、机制明确的角度阐明了一种天然果胶多糖通过“菌-代谢物-宿主受体”轴治疗结肠炎的全过程。SCPII-1作为一种新型益生元,其作用靶点精准,它不广谱调节菌群,而是选择性地富集功能性菌AKK,并促进特定保护性代谢物I3E的生成。这种‘精准调控’策略为UC的膳食干预和辅助治疗提供了全新的思路。未来,SCPII-1有望开发为针对UC的功能性食品或辅助治疗药物。同时,其核心活性代谢物I3E也具备作为小分子药物候选物的潜力。

2024级博士研究生吴小宇为论文第一作者,贾英教授、颜廷旭副教授为通讯作者,沈阳药科大学功能食品与葡萄酒学院为论文第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金(82173961, 82374333)、辽宁省自然科学基金、辽宁省兴辽英才计划、博士后面上项目等多个项目的资助。