肠纤维化只能等手术?研究发现乌梅丸可借肠道菌群之力,切断“越硬越纤维化”恶性循环

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19小时前

ColI、ColⅢ、弹性蛋白、Fn1及LOXL2的表达均显著减少;胶原纤维排列系数、取向角及宽度降低,弹性纤维积聚受抑,MMPs表达同步下调(图2)。

研究背景

肠纤维化是克罗恩病(CD)常见且棘手的并发症,约半数患者最终会面临肠壁僵硬、狭窄乃至梗阻的困境。当前临床干预手段仍以手术为主,但术后复发风险居高不下,首次切除后10年内再手术率高达35%,给患者带来沉重的身心与经济负担。近年来,随着原子力显微镜(AFM)等精密技术的应用,研究者发现纤维化肠段组织硬度显著增加,而这种物理性“硬化”本身可通过机械转导持续激活结肠成纤维细胞,驱动细胞外基质(ECM)分泌,形成“越硬越纤维化”的恶性循环。然而,针对这一非炎症机制的有效药物仍属空白。

2026年4月,Phytomedicine杂志发表了一篇题为“Wumei Wan alleviates intestinal fibrosis via the microbiota–metabolite–YAP–mechanotransduction axis”的文章,将传统经典方剂乌梅丸与现代多组学技术相结合,系统阐释了微生物-代谢物-机械转导轴在肠纤维化中的完整作用链条,为打破基质硬化驱动的纤维化恶性循环提供了全新的干预靶点与理论依据。

研究方法

本研究是一项基于小鼠模型的多组学干预性研究,旨在评估乌梅丸的抗纤维化效应并阐明其通过菌群-代谢物-YAP-机械转导轴发挥作用的机制。研究采用2.0%–2.5%葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的慢性肠纤维化模型(5个“5天DSS+5天正常水”循环)及AOM/DSS诱导的CRC模型(单次AOM 10 mg/kg后4个“1周DSS+2周正常水”循环),自第3个循环起将模型小鼠随机分组,分别给予乌梅丸低、中、高剂量(13.5、27、54 g/kg)、美沙拉嗪(0.6 g/kg)、丁酸钠(20 mg/kg)或B. fragilis(2×10^8 CFU/天)灌胃,并另设广谱抗生素鸡尾酒清除菌群实验以验证菌群依赖性;体外则以32 kPa聚丙烯酰胺凝胶模拟纤维化硬度,以0.5–1.5 mmol/L丁酸处理原代结肠成纤维细胞。研究整合AFM、RNA-seq、蛋白质组学、代谢组学、宏基因组测序及WB等多维技术进行系统解析。

研究结果

▌WMW在两种模型中均呈剂量依赖性缓解肠纤维化与炎症

在DSS诱导的慢性肠纤维化模型中,WMW高剂量组(54 g/kg)明显改善结肠黏膜出血,缓解体重下降与结肠缩短。血清中TNF-α、IL-6、IL-1β及IL-36含量明显下降(P<0.05)。组织学观察显示,黏膜损伤、炎细胞浸润及胶原沉积均减轻,羟脯氨酸含量同步下降。免疫组化和免疫印迹法结果均显示,α-SMA与PCNA表达显著受抑,提示成纤维细胞的活化与增殖被有效阻断。安全性方面,血清ALT、AST未见异常,心、肝、脾、肺、肾等主要脏器亦无明显损伤。在AOM/DSS模型中,WMW同样呈剂量依赖性减轻黏膜出血、体重下降与结肠缩短,并降低Ki67与α-SMA表达(图1)。双模型验证增强了结果的可靠性,为后续临床转化提供了更坚实的实验基础。

注:(A) DSS诱导肠纤维化及WMW干预的实验设计;(B) 各组结肠镜图像;(C) 小鼠体重变化;(D) 结肠大体形态及长度;(E) 血清炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-36)水平;(F) 结肠HE及Masson染色(标尺=100 μm);(G) 结肠羟脯氨酸含量;(H-I) α-SMA及PCNA免疫组化染色及定量(标尺=20 μm);(J-K) α-SMA及PCNA免疫印迹及定量。

图1WMW缓解小鼠肠纤维化及结肠损伤

▌WMW降低组织硬度并打断基质硬化—纤维化正反馈循环

基因测序结果显示,WMW显著下调促纤维化与促炎症相关基因。通路富集分析发现,ECM-受体相互作用、黏着斑、细胞-基质黏附及胶原纤维组织等信号通路明显受到抑制。原子力显微镜检测发现,WMW高剂量组结肠组织硬度(杨氏模量)显著下降。与此同时,Col I、Col Ⅲ、弹性蛋白、Fn1及LOXL2的表达均显著减少;胶原纤维排列系数、取向角及宽度降低,弹性纤维积聚受抑,MMPs表达同步下调(图2)。这些数据表明,WMW从物理硬度、基质成分及微观结构多个层面,打断了“基质变硬—成纤维细胞活化—ECM沉积”的正反馈循环,将传统中药的作用靶点拓展至生物力学层面,为干预非炎症依赖性纤维化进展提供了新思路。

注:(A) 肠纤维化模型GSEA:ECM受体相互作用、黏着斑、细胞-基质黏附及胶原纤维组织;(B) CRC模型GSEA:黏着斑及细胞-基质黏附;(C) WMW-H治疗前后结肠组织杨氏模量;(D-E) Col I、ColⅢ、弹性蛋白、Fn1及Loxl2的免疫印迹和免疫组化(标尺=100 μm);(F) 各组结肠EVG染色(标尺=100 μm);(G) 结肠MMP-1、MMP-2、MMP-3及TIMP-1的定量PCR。

图2WMW降低肠纤维化及CRC模型中的ECM硬度与重塑

▌WMW通过抑制FAK-Src激酶活性阻断YAP核机械信号

蛋白质组学分析在纤维化模型中鉴定出424个上调与393个下调蛋白,CRC模型中则有458个上调与650个下调蛋白。蛋白相互作用网络分析发现,YAP是连接纤维化与炎症相关基因的关键枢纽。免疫印迹法结果显示,WMW显著降低YAP蛋白第357位酪氨酸的磷酸化水平,而第127位丝氨酸的磷酸化无明显变化;YAP同源物TAZ及其磷酸化水平亦同步下降。免疫荧光显示,结肠成纤维细胞核内的YAP明显减少,TEAD2-4及其下游靶基因表达同步降低。进一步检测发现,FAK与Src及其磷酸化形式均被显著抑制。上述结果提示,WMW通过阻断FAK-Src介导的YAP核机械信号转导,抑制成纤维细胞活化。该机制阐释填补了SCFA与机械转导交叉领域的空白,为肠纤维化的精准靶点开发提供了分子层面的理论支撑。

▌WMW重塑肠道菌群并特异性促进丁酸生成

非靶向代谢组学显示,WMW高剂量组肠道内容物中264个代谢物下调、447个上调,结肠组织中382个下调、396个上调。代谢物集富集分析显示,丁酸代谢、丙酮酸代谢及酮体代谢等SCFA相关通路显著富集。靶向定量进一步证实,己酸、戊酸、丙酸、异丁酸及丁酸水平显著升高,其中丁酸升高幅度尤为突出。宏基因组测序显示,WMW显著提高菌群α多样性(Shannon、Simpson、Chao1指数),PLS-DA呈现清晰组间分离。在科/属水平,Muribaculaceae、Prevotellaceae及Prevotella、Clostridium等显著富集;在种水平,I. butyriciproducens、B. virosa、P. copri及B. fragilis等产丁酸菌显著增加,而C. difficile减少。该结果为从代谢角度干预肠纤维化开辟了新方向。

▌丁酸体内外复现WMW抗纤维化效应并靶向机械转导

在体外实验中,研究者用硬度为32 kPa的凝胶模拟纤维化环境,丁酸(0.5–1.5 mmol/L)随着剂量增加而逐步降低α-SMA、YAP、p-YAP(Tyr357)及CTGF表达。人原代结肠成纤维细胞转录组显示,丁酸处理后1319个基因下调、1352个基因上调,富集于ECM、黏着斑、ECM-受体相互作用等通路。体内丁酸干预(20 mg/kg)显著缓解体重下降、结肠缩短及羟脯氨酸积聚,减轻病理损伤与胶原积累,并抑制FAK-Src-YAP信号轴与YAP核定位。丁酸独立复现了WMW的核心效应,提示菌群代谢物本身即可作为机械转导的有效调节剂,为开发靶向微生态代谢的口服制剂提供了重要转化价值。

▌菌群是WMW促丁酸与抗纤维化的必要介质

抗生素清除肠道菌群后,丁酸水平显著下降,WMW恢复的结肠长度再次缩短,病理损伤与胶原沉积加重。FAK-Src-YAP机械信号被重新激活,CTGF与α-SMA表达回升,YAP核定位显著增加。该结果明确证实,肠道菌群是WMW促进丁酸生成、抑制机械信号转导并发挥抗纤维化作用的必要介质,将传统方剂的功效机制牢固锚定在微生态调控框架内。

▌B. fragilis单菌补充即可独立发挥抗纤维化作用

相关性分析显示,B. fragilis与丁酸水平呈高度正相关(Pearsonr= 0.99)。抗生素预处理后单独给予B. fragilis(2×10^8 CFU/天),显著改善体重下降、逆转结肠缩短,降低羟脯氨酸含量,减轻病理损伤与胶原沉积。分子层面,B. fragilis显著降低YAP、p-YAP(Tyr357)、FAK、p-FAK、Src、p-Src、CTGF及α-SMA表达,并减少YAP核定位。该菌单菌即可复现WMW与丁酸的核心抗纤维化效应,提示特定产丁酸菌株有望成为肠纤维化的潜在微生态干预手段,为下一代益生菌或菌群代谢物补充疗法提供了直接的候选菌株与理论依据。

总结

本研究系统阐明了经典方剂乌梅丸通过调控肠道菌群-代谢物-机械转导轴缓解肠纤维化的完整分子机制,揭示了其重塑肠道微生态、富集产丁酸菌(如B. fragilis)、促进内源性丁酸生成,进而抑制FAK-Src介导的YAP核机械信号转导、阻断成纤维细胞活化与ECM沉积的独特作用路径;相较于既往聚焦于抗炎或经典纤维化信号通路的研究,该工作将传统中药的抗纤维化靶点拓展至生物力学层面,不仅验证了高剂量乌梅丸(54 g/kg)的确切疗效与良好安全性,更提出以特定产丁酸菌株为核心的微生态干预策略,为打破基质硬化驱动的纤维化恶性循环提供了全新的非手术干预思路与理论依据,对肠纤维化的精准防治及中医药现代化研究均具有重要的转化价值与范式意义。

参考文献

YANG M, ZHANG X, ZHANG H,et al. Wumei Wan alleviates intestinal fibrosis via the microbiota-metabolite-YAP-mechanotransduction axis[J]. Phytomedicine,2026;156:158207.DOI: 10.1016/j.phymed.2026.158207

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作者提示:健康医疗分享,仅供参考

(文章中部分图片由AI生成)

ColI、ColⅢ、弹性蛋白、Fn1及LOXL2的表达均显著减少;胶原纤维排列系数、取向角及宽度降低,弹性纤维积聚受抑,MMPs表达同步下调(图2)。

研究背景

肠纤维化是克罗恩病(CD)常见且棘手的并发症,约半数患者最终会面临肠壁僵硬、狭窄乃至梗阻的困境。当前临床干预手段仍以手术为主,但术后复发风险居高不下,首次切除后10年内再手术率高达35%,给患者带来沉重的身心与经济负担。近年来,随着原子力显微镜(AFM)等精密技术的应用,研究者发现纤维化肠段组织硬度显著增加,而这种物理性“硬化”本身可通过机械转导持续激活结肠成纤维细胞,驱动细胞外基质(ECM)分泌,形成“越硬越纤维化”的恶性循环。然而,针对这一非炎症机制的有效药物仍属空白。

2026年4月,Phytomedicine杂志发表了一篇题为“Wumei Wan alleviates intestinal fibrosis via the microbiota–metabolite–YAP–mechanotransduction axis”的文章,将传统经典方剂乌梅丸与现代多组学技术相结合,系统阐释了微生物-代谢物-机械转导轴在肠纤维化中的完整作用链条,为打破基质硬化驱动的纤维化恶性循环提供了全新的干预靶点与理论依据。

研究方法

本研究是一项基于小鼠模型的多组学干预性研究,旨在评估乌梅丸的抗纤维化效应并阐明其通过菌群-代谢物-YAP-机械转导轴发挥作用的机制。研究采用2.0%–2.5%葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的慢性肠纤维化模型(5个“5天DSS+5天正常水”循环)及AOM/DSS诱导的CRC模型(单次AOM 10 mg/kg后4个“1周DSS+2周正常水”循环),自第3个循环起将模型小鼠随机分组,分别给予乌梅丸低、中、高剂量(13.5、27、54 g/kg)、美沙拉嗪(0.6 g/kg)、丁酸钠(20 mg/kg)或B. fragilis(2×10^8 CFU/天)灌胃,并另设广谱抗生素鸡尾酒清除菌群实验以验证菌群依赖性;体外则以32 kPa聚丙烯酰胺凝胶模拟纤维化硬度,以0.5–1.5 mmol/L丁酸处理原代结肠成纤维细胞。研究整合AFM、RNA-seq、蛋白质组学、代谢组学、宏基因组测序及WB等多维技术进行系统解析。

研究结果

▌WMW在两种模型中均呈剂量依赖性缓解肠纤维化与炎症

在DSS诱导的慢性肠纤维化模型中,WMW高剂量组(54 g/kg)明显改善结肠黏膜出血,缓解体重下降与结肠缩短。血清中TNF-α、IL-6、IL-1β及IL-36含量明显下降(P<0.05)。组织学观察显示,黏膜损伤、炎细胞浸润及胶原沉积均减轻,羟脯氨酸含量同步下降。免疫组化和免疫印迹法结果均显示,α-SMA与PCNA表达显著受抑,提示成纤维细胞的活化与增殖被有效阻断。安全性方面,血清ALT、AST未见异常,心、肝、脾、肺、肾等主要脏器亦无明显损伤。在AOM/DSS模型中,WMW同样呈剂量依赖性减轻黏膜出血、体重下降与结肠缩短,并降低Ki67与α-SMA表达(图1)。双模型验证增强了结果的可靠性,为后续临床转化提供了更坚实的实验基础。

注:(A) DSS诱导肠纤维化及WMW干预的实验设计;(B) 各组结肠镜图像;(C) 小鼠体重变化;(D) 结肠大体形态及长度;(E) 血清炎症因子(TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-36)水平;(F) 结肠HE及Masson染色(标尺=100 μm);(G) 结肠羟脯氨酸含量;(H-I) α-SMA及PCNA免疫组化染色及定量(标尺=20 μm);(J-K) α-SMA及PCNA免疫印迹及定量。

图1WMW缓解小鼠肠纤维化及结肠损伤

▌WMW降低组织硬度并打断基质硬化—纤维化正反馈循环

基因测序结果显示,WMW显著下调促纤维化与促炎症相关基因。通路富集分析发现,ECM-受体相互作用、黏着斑、细胞-基质黏附及胶原纤维组织等信号通路明显受到抑制。原子力显微镜检测发现,WMW高剂量组结肠组织硬度(杨氏模量)显著下降。与此同时,Col I、Col Ⅲ、弹性蛋白、Fn1及LOXL2的表达均显著减少;胶原纤维排列系数、取向角及宽度降低,弹性纤维积聚受抑,MMPs表达同步下调(图2)。这些数据表明,WMW从物理硬度、基质成分及微观结构多个层面,打断了“基质变硬—成纤维细胞活化—ECM沉积”的正反馈循环,将传统中药的作用靶点拓展至生物力学层面,为干预非炎症依赖性纤维化进展提供了新思路。

注:(A) 肠纤维化模型GSEA:ECM受体相互作用、黏着斑、细胞-基质黏附及胶原纤维组织;(B) CRC模型GSEA:黏着斑及细胞-基质黏附;(C) WMW-H治疗前后结肠组织杨氏模量;(D-E) Col I、ColⅢ、弹性蛋白、Fn1及Loxl2的免疫印迹和免疫组化(标尺=100 μm);(F) 各组结肠EVG染色(标尺=100 μm);(G) 结肠MMP-1、MMP-2、MMP-3及TIMP-1的定量PCR。

图2WMW降低肠纤维化及CRC模型中的ECM硬度与重塑

▌WMW通过抑制FAK-Src激酶活性阻断YAP核机械信号

蛋白质组学分析在纤维化模型中鉴定出424个上调与393个下调蛋白,CRC模型中则有458个上调与650个下调蛋白。蛋白相互作用网络分析发现,YAP是连接纤维化与炎症相关基因的关键枢纽。免疫印迹法结果显示,WMW显著降低YAP蛋白第357位酪氨酸的磷酸化水平,而第127位丝氨酸的磷酸化无明显变化;YAP同源物TAZ及其磷酸化水平亦同步下降。免疫荧光显示,结肠成纤维细胞核内的YAP明显减少,TEAD2-4及其下游靶基因表达同步降低。进一步检测发现,FAK与Src及其磷酸化形式均被显著抑制。上述结果提示,WMW通过阻断FAK-Src介导的YAP核机械信号转导,抑制成纤维细胞活化。该机制阐释填补了SCFA与机械转导交叉领域的空白,为肠纤维化的精准靶点开发提供了分子层面的理论支撑。

▌WMW重塑肠道菌群并特异性促进丁酸生成

非靶向代谢组学显示,WMW高剂量组肠道内容物中264个代谢物下调、447个上调,结肠组织中382个下调、396个上调。代谢物集富集分析显示,丁酸代谢、丙酮酸代谢及酮体代谢等SCFA相关通路显著富集。靶向定量进一步证实,己酸、戊酸、丙酸、异丁酸及丁酸水平显著升高,其中丁酸升高幅度尤为突出。宏基因组测序显示,WMW显著提高菌群α多样性(Shannon、Simpson、Chao1指数),PLS-DA呈现清晰组间分离。在科/属水平,Muribaculaceae、Prevotellaceae及Prevotella、Clostridium等显著富集;在种水平,I. butyriciproducens、B. virosa、P. copri及B. fragilis等产丁酸菌显著增加,而C. difficile减少。该结果为从代谢角度干预肠纤维化开辟了新方向。

▌丁酸体内外复现WMW抗纤维化效应并靶向机械转导

在体外实验中,研究者用硬度为32 kPa的凝胶模拟纤维化环境,丁酸(0.5–1.5 mmol/L)随着剂量增加而逐步降低α-SMA、YAP、p-YAP(Tyr357)及CTGF表达。人原代结肠成纤维细胞转录组显示,丁酸处理后1319个基因下调、1352个基因上调,富集于ECM、黏着斑、ECM-受体相互作用等通路。体内丁酸干预(20 mg/kg)显著缓解体重下降、结肠缩短及羟脯氨酸积聚,减轻病理损伤与胶原积累,并抑制FAK-Src-YAP信号轴与YAP核定位。丁酸独立复现了WMW的核心效应,提示菌群代谢物本身即可作为机械转导的有效调节剂,为开发靶向微生态代谢的口服制剂提供了重要转化价值。

▌菌群是WMW促丁酸与抗纤维化的必要介质

抗生素清除肠道菌群后,丁酸水平显著下降,WMW恢复的结肠长度再次缩短,病理损伤与胶原沉积加重。FAK-Src-YAP机械信号被重新激活,CTGF与α-SMA表达回升,YAP核定位显著增加。该结果明确证实,肠道菌群是WMW促进丁酸生成、抑制机械信号转导并发挥抗纤维化作用的必要介质,将传统方剂的功效机制牢固锚定在微生态调控框架内。

▌B. fragilis单菌补充即可独立发挥抗纤维化作用

相关性分析显示,B. fragilis与丁酸水平呈高度正相关(Pearsonr= 0.99)。抗生素预处理后单独给予B. fragilis(2×10^8 CFU/天),显著改善体重下降、逆转结肠缩短,降低羟脯氨酸含量,减轻病理损伤与胶原沉积。分子层面,B. fragilis显著降低YAP、p-YAP(Tyr357)、FAK、p-FAK、Src、p-Src、CTGF及α-SMA表达,并减少YAP核定位。该菌单菌即可复现WMW与丁酸的核心抗纤维化效应,提示特定产丁酸菌株有望成为肠纤维化的潜在微生态干预手段,为下一代益生菌或菌群代谢物补充疗法提供了直接的候选菌株与理论依据。

总结

本研究系统阐明了经典方剂乌梅丸通过调控肠道菌群-代谢物-机械转导轴缓解肠纤维化的完整分子机制,揭示了其重塑肠道微生态、富集产丁酸菌(如B. fragilis)、促进内源性丁酸生成,进而抑制FAK-Src介导的YAP核机械信号转导、阻断成纤维细胞活化与ECM沉积的独特作用路径;相较于既往聚焦于抗炎或经典纤维化信号通路的研究,该工作将传统中药的抗纤维化靶点拓展至生物力学层面,不仅验证了高剂量乌梅丸(54 g/kg)的确切疗效与良好安全性,更提出以特定产丁酸菌株为核心的微生态干预策略,为打破基质硬化驱动的纤维化恶性循环提供了全新的非手术干预思路与理论依据,对肠纤维化的精准防治及中医药现代化研究均具有重要的转化价值与范式意义。

参考文献

YANG M, ZHANG X, ZHANG H,et al. Wumei Wan alleviates intestinal fibrosis via the microbiota-metabolite-YAP-mechanotransduction axis[J]. Phytomedicine,2026;156:158207.DOI: 10.1016/j.phymed.2026.158207

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作者提示:健康医疗分享,仅供参考

(文章中部分图片由AI生成)

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