中科院1区-丹参多糖/代谢产物-Nrf2/Keap1信号-结肠炎

【写在前面】：本期推荐的是由四川农业大学兽医学院自然医学研究中心、四川农业大学兽医学院四川省动物疾病与人类健康重点实验室等研究团队合作近期发表于Carbohydrate Polymers (IF10.723）的一篇文章，揭示丹参多糖及其相关代谢产物5-甲氧基吲哚-3-甲醛通过调节Nrf2/Keap1信号通路改善实验性结肠炎。

【题目及作者信息】

Salvia miltiorrhiza polysaccharide and its related metabolite 5-methoxyindole-3-carboxaldehyde ameliorate experimental colitis by regulating Nrf2/Keap1 signaling pathway

【摘要】（阅读原文为主）

丹参在中药中已经使用了数千年。然而，在制根过程中，这种植物的地上部分通常会被成吨丢弃。为了更好地利用这些植物资源，研究了从丹参地上部分分离的多糖对肠道疾病的潜在保护作用。分离并表征了丹参多糖（SMAP-1），其由作为主链的高半乳糖醛酸和作为分支区域的I型鼠李糖乳糖醛酸组成，侧链包括阿拉伯糖和可能的I型和II型阿拉伯半乳聚糖。SMAP-1对右旋糖酐硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎表现出强大的保护作用，并恢复了结肠炎症状、结肠炎症和屏障功能。还通过上调Nrf2/Keap1信号通路观察到抗氧化作用。此外，代谢组学分析中鉴定的SMAP-1恢复了血清5-甲氧基吲哚-3-甲醛（5-MC）的水平，这与上述效应相关。如SMAP-1所示，通过激活Nrf2/Keap1系统，观察到5-MC对猪肠上皮细胞（IPEC-J2）氧化应激的保护作用。总之，SMAP-1可能是一种很有前途的结肠炎预防候选药物，5-MC可能是SMAP-1在保护肠道免受氧化应激方面的信号代谢产物。

图文摘要

【前言】

丹参植物的根是一种传统的中草药，用于促进血液循环、消除静止不动的血液、疏通经络、治疗冠心病。然而，丹参的地上部分在采集根系时总是被丢弃。这些地上部分已被证明含有与根相似的生物活性成分，如丹酚酸、多糖、黄酮类化合物和三萜，并表现出相似的药理活性，如抗氧化和对心血管疾病和糖尿病的疗效。丹参地上部分的抗氧化作用已被证明与改善糖尿病肾病、调节糖脂代谢、抗阿尔茨海默病、保护心血管系统以及恢复糖尿病小鼠的肠道屏障和微生物群组成有关。多糖是在丹参根中鉴定的生物活性化合物之一。然而，对地上部分多糖的分离、结构表征或药理财产等方面的研究很少。最近，据报道，天然植物多糖作为不易消化的生物聚合物，对肠道健康有益，没有明显的副作用，因此与长期使用后具有潜在免疫抑制作用的其他药物治疗相比，它们在IBD中的药理作用越来越受到关注。从药用植物的叶子中分离出多种具有抗氧化作用的多糖。基于丹参地上部分具有良好的抗氧化财产，我们假设从这些地上部分分离的多糖可能是一种潜在的抗氧化物质，并在UC的治疗中发挥作用。这也将有利于扩大这些未利用植物材料的应用。

因此，本研究旨在从丹参地上部分分离纯化一种多糖，并研究其结构特征。还将研究其对实验性UC小鼠的保护作用，重点是抗氧化财产。将进行代谢组学分析，以研究这种多糖对UC影响的潜在生物标志物。

【结果部分】

1.阴离子交换色谱法（A）和尺寸排阻色谱法（B）的洗脱图谱以及SMAP-1的单糖组成（C）。

甲基化后通过GC–MS确定的SMAP-1的连接模式（mol%）。

2.SMAP-1的NMR光谱（A-C）和拟议结构（D-F）。

3.SMAP-1对DSS诱导的结肠炎小鼠的影。

4.SMAP-1对DSS诱导的结肠炎小鼠结肠炎症的影响。

5.SMAP-1对DSS诱导的结肠炎小鼠氧化状态和Nrf2信号通路的影响。

6.SMAP-1对结肠炎小鼠肠上皮屏障功能的影响。

7.SMAP-1对DSS诱导的结肠炎小鼠的总代谢产物（A-D）和差异代谢产物（E-H）的影响。

8.在阳性（A）和阴性（B）模式下，在DSS诱导的结肠炎小鼠上被SMAP-1逆转的代谢物的聚类热图。

9.血清中促炎细胞因子和氧化应激相关蛋白水平与已鉴定代谢产物之间的Spearman相关性。

10.SMAP-1和5-MC对IPEC-J2细胞的细胞活力和抗氧化作用。

【结论与讨论】

在本研究中，从丹参地上部分分离到一种丹参多糖SMAP-1，其具有26.3kDa，由具有阿拉伯糖的HG和RG-I区域以及可能的AG-I和AG-II侧链组成。SMAP-1通过激活Nrf2/Keap1信号通路对DSS诱导的结肠炎表现出强大的保护作用。此外，SMAP-1逆转了受DSS影响的几种代谢产物的水平。代谢产物5-MC也通过在体外调节Nrf2/Keap1信号通路表现出抗氧化作用，与SMAP-1相同。这些结果表明，SMAP-1可能是治疗结肠炎的一种有前途的候选药物，5-MC可能是SMAP-1在结肠炎中防御肠道氧化应激作用的信号代谢产物。本研究也为进一步利用废弃的丹参地上部分作为抗氧化物质的药用来源奠定了基础。

转自：“如沐风科研”微信公众号

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