《Journal of Functional Foods》：Molecular docking-guided caffeic acid phenethyl ester/hydroxypropyl-β-cyclodextrin host-guest complexes: Alleviating of colonic inflammation and insights into their synergistic mechanism
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本研究聚焦于蜂胶关键活性物质咖啡酸苯乙酯（CAPE）因水溶性和生物利用度差而应用受限的难题。研究团队采用分子对接技术，高效筛选出与CAPE结合能最低的羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）作为载体，制备了高包合率（96.13%）的CAPE/HP-β-CD主客体复合物。体内研究表明，该复合物通过抑制NF-κB通路、修复黏膜屏障及调节肠道菌群/短链脂肪酸（SCFA）轴，显著缓解了DSS诱导的结肠炎。成像流式细胞术揭示，HP-β-CD通过内吞机制显著提升了CAPE在Caco-2细胞中的摄取量（从4.63 mg/g增至44.54 mg/g）。该研究不仅为功能性食品开发提供了高效载体筛选策略，也为基于主客体包合技术的营养干预方案提供了新见解。
在全球范围内，炎症性肠病（IBD）如溃疡性结肠炎（UC）的发病率持续攀升，严重影响着患者的生活质量。当前临床治疗药物常伴随高昂费用及不良反应，因此，寻找安全有效的膳食干预策略成为研究热点。蜂胶中的明星多酚化合物——咖啡酸苯乙酯（CAPE）凭借其强大的抗炎、抗氧化等生物学活性，被视为潜力巨大的天然功效成分。然而，CAPE的“天性”却限制了其应用：它的水溶性极差（<10 μg/mL），在储存和体内环境中又不够稳定，导致生物利用度低下，难以在功能性食品和营养补充剂中发挥应有的作用。
为了解决CAPE的“递送困境”，研究人员将目光投向了环糊精（CDs）。环糊精拥有“外亲水、内疏水”的特殊结构，能像“分子胶囊”一样包载疏水性物质，提高其溶解度和稳定性。但面对α-CD、β-CD、γ-CD及其衍生物羟丙基-β-CD（HP-β-CD）等多种选择，传统的实验筛选方法耗时费力。有没有一种方法能像“智能导航”一样，快速锁定最佳载体呢？答案是肯定的。发表于《Journal of Functional Foods》的这项研究，巧妙地将计算机模拟与实验验证相结合，为CAPE找到了“量身定制”的载体——HP-β-CD，并系统揭示了该复合物缓解结肠炎的多重机制。
为了高效筛选出与CAPE结合最稳固的环糊精载体，研究团队首先采用了分子对接技术。在计算机中模拟了CAPE与α-CD、β-CD、γ-CD和HP-β-CD的相互作用，通过计算结合自由能（△Gbinding），快速预测出HP-β-CD与CAPE的结合最稳定（结合能最低，为-6.38 kcal/mol）。基于这一预测，他们通过饱和水溶液-冷冻干燥法制备了CAPE/HP-β-CD主客体复合物，实现了高达96.13%的包合率，并显著提升了CAPE的储存稳定性。在机制探究层面，研究运用了DSS（葡聚糖硫酸钠）诱导的小鼠溃疡性结肠炎模型，评估了复合物对结肠长度、疾病活动指数、组织病理学、炎症因子及肠道紧密连接蛋白表达的影响。通过蛋白质印迹法（Western blot）分析了NF-κB通路关键蛋白（IκBα、p-IκBα、P65、p-P65）的表达变化。利用气相色谱（GC）测定了粪便中短链脂肪酸（SCFA）的含量。采用成像流式细胞术（Imaging Flow Cytometry）直观观察并定量了FITC（异硫氰酸荧光素）标记的HP-β-CD在Caco-2细胞中的内吞过程。最后，通过对小鼠粪便样本进行16S rRNA基因测序及生物信息学分析，系统评估了复合物对肠道菌群结构与功能的影响。
研究结果显示，CAPE/HP-β-CD主客体复合物展现出了卓越的抗结肠炎效果。
1. 分子对接分析指导高效复合物构建
分子对接预测显示，HP-β-CD与CAPE的结合能最低，预示着最强的结合亲和力。实验验证证实，以此为指导制备的CAPE/HP-β-CD复合物包封率和载药量最高，且储存稳定性显著优于其他环糊精复合物及游离CAPE。
2. CAPE/HP-β-CD主客体复合物有效缓解结肠炎症
在DSS诱导的结肠炎小鼠模型中，与模型组相比，CAPE/HP-β-CD复合物处理显著改善了结肠缩短、降低了疾病活动指数评分，并减轻了结肠组织的病理损伤，包括减少炎性细胞浸润、修复上皮完整性。同时，复合物有效下调了促炎因子IL-1β和IL-6的水平，上调了抗炎因子IL-10和TGF-β的水平。
3. 复合物缓解结肠炎症的作用机制
3.1. 恢复肠道黏膜完整性：复合物显著上调了结肠组织中紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的mRNA表达水平，表明其有助于修复受损的肠道黏膜屏障。
3.2. 抑制NF-κB信号通路：Western blot分析表明，复合物处理显著降低了磷酸化IκBα（p-IκBα）和磷酸化P65（p-P65）的水平，同时增加了总IκBα蛋白量。这揭示了复合物通过抑制IκBα的磷酸化降解和P65的核转位，从而阻断NF-κB通路的过度活化，是其发挥抗炎作用的关键分子机制。
3.3. 恢复短链脂肪酸水平：复合物处理显著提升了结肠炎小鼠粪便中乙酸、丙酸和丁酸等主要SCFAs的含量，这些SCFAs对于维持肠道健康、提供结肠上皮能量和抑制炎症至关重要。
4. CAPE/HP-β-CD主客体复合物配方的作用增强机制
4.1. Caco-2细胞摄取研究：成像流式细胞术结果表明，HP-β-CD可通过内吞作用进入细胞。相较于游离CAPE，复合物将Caco-2细胞对CAPE的摄取量从4.63 mg/g大幅提升至44.54 mg/g。这得益于复合物将CAPE的水溶性提升了24.56倍，形成了更高的胞外浓度梯度，并结合了HP-β-CD介导的内吞途径，从而协同大幅提高了CAPE的生物利用度。
4.2. 调控肠道菌群：16S rRNA测序分析显示，复合物处理能更有效地将DSS诱导紊乱的肠道菌群结构向健康对照组回调，其效果优于单独使用CAPE。尤其值得注意的是，复合物显著富集了属于毛螺菌科（Lachnospiraceae）的多个菌属，该科细菌是产SCFAs（尤其是丁酸）的关键有益菌。此外，大多数发生变化的菌属（包括与产丁酸相关的有益菌双歧杆菌属（Bifidobacterium））与炎症指标呈负相关，进一步印证了健康的菌群结构对于抑制慢性炎症的重要性。
综上所述，本研究通过分子对接技术高效筛选并成功构建了CAPE/HP-β-CD主客体复合物，有效克服了CAPE自身的水溶性和稳定性瓶颈。该复合物通过多种协同机制缓解DSS诱导的结肠炎：1. 直接抗炎：抑制NF-κB信号通路，减少促炎因子分泌。2. 修复屏障：上调紧密连接蛋白表达，恢复肠道黏膜完整性。3. 调节微生态：恢复SCFAs水平，富集有益菌群（如毛螺菌科和双歧杆菌属），改善肠道菌群失调。4. 增强递送：通过提高溶解度和利用HP-β-CD的内吞作用，显著提升了CAPE的细胞摄取和生物利用度。这项研究不仅为利用计算机模拟（分子对接）理性设计高效环糊精载体提供了成功范例，加速了功能性食品配方的开发进程，而且从分子、细胞、动物和微生物组多个层面，系统阐明了CAPE/HP-β-CD复合物通过多靶点、多通路协同作用缓解结肠炎的详尽机制，为开发基于天然活性成分的高效、安全的营养干预策略奠定了坚实的理论和实验基础。
