《Frontiers in Immunology》:2′,4′-dihydroxychalcone alleviates inflammatory bowel disease by inhibiting NLRP3 inflammasome and modulating gut microbiota
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本研究首次从广东相思子中筛选出天然查尔酮化合物2′,4′-二羟基查尔酮(2′,4′-DHC),通过体外实验证实其能特异性抑制NLRP3炎症小体激活,阻断caspase-1和Gasdermin D切割,减少IL-1β释放;在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中,2′,4′-DHC治疗显著改善疾病活动指数,修复肠道屏障完整性,并重塑肠道菌群平衡,为开发新型NLRP3抑制剂治疗炎症性肠病提供了理论依据。
1 引言
广东相思子(Abrus cantoniensis Hance)作为岭南地区传统药食两用草本植物,其抗炎活性已被广泛证实,但主要活性成分及其在炎症性肠病(IBD)中的作用机制尚不明确。核苷酸结合域和富含亮氨酸重复蛋白3(NLRP3)炎症小体在IBD发病中起关键作用,它由NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)和caspase-1组成,激活后可促进白细胞介素-1β(IL-1β)成熟并诱发细胞焦亡。
2 材料与方法
研究通过THP-1和J774A.1巨噬细胞模型筛选广东相思子25种主要成分对NLRP3炎症小体的抑制作用,采用葡聚糖硫酸钠盐(DSS)诱导的小鼠急性溃疡性结肠炎模型评估治疗效果。通过ELISA、蛋白质印迹法分析炎症因子表达,16S rRNA测序技术评估肠道菌群变化。
3 结果
3.1 活性成分筛选
在25种化合物中,2′,4′-二羟基查尔酮(2′,4′-DHC)在25μM浓度下对尼日利亚菌素诱导的IL-1β分泌抑制效果最为显著,且细胞毒性较低。
3.2 作用机制验证
2′,4′-DHC可浓度依赖性地抑制ATP和尼日利亚菌素诱导的IL-1β释放,特异性阻断caspase-1和Gasdermin D的切割活化,但不影响肿瘤坏死因子-α(TNF-α)分泌及核因子κB(NF-κB)信号通路,表明其靶向作用于NLRP3炎症小体激活环节。
3.3 体内药效评价
在DSS诱导的结肠炎模型中,2′,4′-DHC(10/30 mg/kg)治疗显著缓解小鼠体重下降,降低疾病活动指数评分,改善结肠组织病理损伤。免疫组化显示结肠组织中NLRP3和IL-1β表达显著下调,紧密连接蛋白闭锁蛋白(occludin)和闭锁小带蛋白-1(ZO-1)表达上调。
3.4 肠道菌群调节
16S rRNA分析显示2′,4′-DHC治疗重塑肠道菌群结构:显著降低变形菌门(Proteobacteria)丰度,提升Muribaculaceae、Clostridia UCG-014等有益菌比例,并促进氨基酸代谢相关功能基因表达。
4 讨论
本研究首次揭示2′,4′-DHC通过双重机制缓解结肠炎:直接抑制NLRP3/caspase-1信号通路减少IL-1β等促炎因子释放,同时调节肠道微生态平衡。其特有的α,β-不饱和酮结构可能为NLRP3抑制活性关键药效团,为开发基于天然查尔酮结构的抗IBD新药提供了候选化合物。