《Toxicology and Applied Pharmacology》：Combined acylated catalpol diglycoside and Lactobacillus therapy restores the miR-146a–TRAF6–SIRT1/AMPK signaling axis in experimental colitis
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艾哈迈德·M·埃尔-巴兹（Ahmed M. El-Baz）|雷哈姆·M·古达（Reham M. Gouda）|哈尼·巴拉卡（Hany Baraka）|艾哈迈德·S·萨阿德（Ahmed S. Saad）|艾哈迈德·E·阿默尔（Ahmed E. Amer）|阿米尔·穆罕默德·阿卜杜勒
艾哈迈德·M·埃尔-巴兹（Ahmed M. El-Baz）|雷哈姆·M·古达（Reham M. Gouda）|哈尼·巴拉卡（Hany Baraka）|艾哈迈德·S·萨阿德（Ahmed S. Saad）|艾哈迈德·E·阿默尔（Ahmed E. Amer）|阿米尔·穆罕默德·阿卜杜勒哈米德（Amir Mohamed Abdelhamid）|穆罕默德·M·萨拉马（Mohamed M. Salama）|哈拉·M·安瓦尔（Hala M. Anwer）|谢玛·H·E·阿里（Shaymaa H.E. Ali）|阿扎·M·马雷（Azza M. Marei）|阿塔拉·F·埃尔-科特（Attalla F. El-Kott）|萨莉·内格姆（Sally Negm）|穆罕默德·A·阿尔谢赫里（Mohammed A. AlShehri）|阿马尔·M·H·加尼姆（Amal M.H. Ghanim）|谢玛·A·阿什马维（Shaimaa A. Ashmawy）|穆斯塔法·M·萨利赫（Moustafa M. Saleh）|萨梅赫·萨贝尔（Sameh Saber）
埃及德尔塔科技大学（Delta University for Science and Technology）药学院微生物学与免疫学系，加马萨（Gamasa）11152
摘要
炎症性肠病的特点是先天免疫功能紊乱、氧化应激以及肠道微生物群失衡。本研究探讨了miR-146a表达与TRAF6–NF-κB–SIRT1–AMPK轴之间的关联，并评估了酰化 Catalpol 二糖苷（CAT）以及含有Lactobacillus delbrueckii和Lactobacillus fermentum（LB）的乳酸菌制剂在硫酸葡聚糖（DSS）诱导的结肠炎中的治疗潜力。通过组织病理学、免疫组化、ELISA、qPCR和Western blotting技术评估了结肠损伤、氧化应激、炎症介质、选定的肠道微生物标志物以及分子信号传导。DSS导致显著的结肠损伤、炎症细胞因子升高、氧化应激、某些肠道微生物群的变化、NF-κB激活、SIRT1/AMPK抑制以及miR-146a下调。单独使用CAT或LB可部分改善炎症和氧化应激指标，但miR-146a、SIRT1和AMPK激活的变化未达到统计学显著性。相比之下，CAT+LB联合治疗显著恢复了miR-146a表达、SIRT1水平、AMPK激活以及整体结肠保护作用。相关性分析、回归分析和中介效应分析支持miR-146a在TRAF6–NF-κB活性和SIRT1/AMPK信号传导中的上游调控作用。DSS标准化协同效应模型表明，CAT+LB在miR-146a恢复、TRAF6抑制、NF-κB减弱和SIRT1/AMPK恢复方面具有非叠加的网络级效应。总体而言，这些发现表明miR-146a是一个潜在的网络调控节点，并提示CAT+LB有助于急性DSS诱导结肠炎中的免疫-代谢协同恢复。
引言
炎症性肠病（IBD）是一种复发性胃肠道疾病，其特征是先天免疫失调、过度炎症、上皮屏障损伤、氧化应激和肠道微生物群失衡（Damianos等人，2025年）。尽管治疗方法有所进展，但许多患者仍存在反应不完全、疗效下降或治疗相关的不良反应，这突显了多靶点治疗策略的必要性（Velikova等人，2024年）。
核因子κB（NF-κB）是肠道炎症的重要调节因子。这种转录因子在接收到上游信号（微生物产物、细胞因子、氧化应激）后，会触发促炎介质（如TNF-α、IL-6和IL-1β）的表达（Hamad等人，2025a；Hamad等人，2025b）。NF-κB的持续激活通过NLRP3诱导促进炎性小体的形成，并维持白细胞募集和上皮损伤（Elnaghy等人，2024年）。肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6）作为Toll样受体和细胞因子受体与NF-κB激活之间的关键连接蛋白。因此，TRAF6在肠道炎症进展中起着关键作用（Wang等人，2020年）。NF-κB信号传导不仅具有炎症作用，还具有代谢影响。它直接抑制sirtuin-1（SIRT1），这是一种依赖NAD+的去乙酰化酶，可减少NF-κB的乙酰化并调控线粒体生物发生（Kauppinen等人，2013年）。SIRT1激活AMP-激活蛋白激酶（AMPK），从而引导代谢恢复和抗炎信号传导（Ruderman等人，2010年）。TRAF6–NF-κB–SIRT1–AMPK级联的破坏是结肠炎黏膜损伤的炎症和代谢基础。
microRNA（miRNA）的存在对于维持免疫平衡至关重要（Han等人，2023a；Liao等人，2023年）。特别是miR-146a，它是先天免疫的强效抑制剂（Saba等人，2014年；Han等人，2023b）。miR-146a通过靶向TRAF6和IRAK1对NF-κB激活施加反馈抑制（Han等人，2023b）。miR-146a在结肠炎背景下协调炎症抑制和代谢重编程的精确机制尚不明确，尤其是在调控SIRT1–AMPK轴时。最近在IBD中的研究表明，miR-146a不仅仅是炎症相关标志物，还是通过调节黏膜先天免疫信号传导的强度和持续时间来影响疾病进程的上游调节因子（Garo等人，2021年；Zhu等人，2024年）。
2024–2025年的最新证据进一步支持这一观点，表明miR-146a可以调节DSS诱导结肠炎中的多个肠道免疫反应网络，包括TRAF6/NF-κB相关信号传导。临床数据还显示miR-146a多态性和循环miR-146a水平的变化与IBD易感性和疾病活动相关（Zhu等人，2024年；Ghorab等人，2025年）。最近的综述进一步指出miRNA失调参与上皮屏障调节、免疫细胞募集、炎症相关增殖/凋亡以及结肠炎相关的致癌过程（Giammona等人，2025年；Rawat等人，2025年）。
然而，现有研究对miR-146a是否也调控上皮恢复所需的下游代谢恢复途径了解有限。因此，我们提出miR-146a作为一个系统级的分子开关，通过整合TRAF6–NF-κB信号传导与SIRT1–AMPK轴，实现炎症抑制与代谢重编程的耦合，这是本研究的关键创新和机制焦点。
与这些细胞内信号传导事件并行的是，微生物变化可以放大TRAF6–NF-κB的激活并持续损伤（Zhao等人，2025年）。因此，旨在重新平衡肠道微生物群的治疗策略是恢复黏膜稳态的有希望的辅助手段。乳酸菌益生菌通过改变微生物生态具有多种保护作用（Mazziotta等人，2023年）。然而，这些研究尚未充分探讨其生物学活性和机制作用。
酰化Catalpol二糖苷是一种结构改良的鸢尾苷类化合物。结构上的酰化提高了苷类的生物稳定性和生物活性，表明酰化Catalpol衍生物比母体化合物具有更强且更持久的疗效（Ya?ez-Apam等人，2023年）。重要的是，将酰化Catalpol二糖苷与乳酸菌结合的依据在于它们互补且可能具有协同作用。CAT主要针对细胞内炎症-代谢信号传导（Gao等人，2023年），而乳酸菌则调节肠道微生物生态和上游免疫激活（Zheng等人，2024年）。这种双重靶向策略旨在增强miR-146a介导的调控作用，并实现TRAF6–NF-κB–SIRT1–AMPK轴的协同恢复，这是任何单一干预措施都无法单独实现的。这种新型酰化Catalpol衍生物与乳酸菌在miRNA水平上的潜在协同作用尚未系统研究，尤其是在以miR-146a为中心的结肠炎调控背景下。基于此背景，我们假设miR-146a作为连接微生物变化与炎性小体激活和代谢功能障碍的中心枢纽。我们通过综合研究方法验证了这一点，并发现了炎症和代谢信号传导协调调控的新机制。
章节摘录
动物实验
实验开始前，使用了体重为200±10克的成年雄性Sprague–Dawley大鼠，经过两周的适应期。这些大鼠由埃及德尔塔科技大学（DUST）的动物设施提供。根据使用G*Power软件（版本3.1.9.7）进行的先验功效分析，并参考一项初步研究（估计在DSS炎症条件下有20%的动物死亡率），最终每组样本量为8只大鼠，以确保足够的统计效力
结肠炎症的组织病理学评估
苏木精和伊红染色的结肠切片显示实验组之间存在明显的结构差异。对照组、CAT组和LB组保持了完整的黏膜结构、上皮层和低水平的炎症浸润。相比之下，DSS组表现出严重的组织破坏，包括隐窝结构丧失、黏膜溃疡和密集的炎症细胞浸润，这与急性结肠炎一致。CAT治疗
讨论
本研究提供了分子、生化、组织学和微生物群方面的综合证据，证明miR-146a与DSS诱导结肠炎中的TRAF6–NF-κB–SIRT1–AMPK信号传导网络密切相关，而酰化Catalpol二糖苷和乳酸菌联合治疗能够协同调节该网络，从而缓解炎症并促进代谢恢复。DSS诱导的结肠炎表现为miR-146a显著下调，同时
结论
总之，本研究支持miR-146a作为连接先天免疫信号传导、代谢功能障碍和微生物群相关炎症变化的潜在调控节点，在急性DSS诱导的结肠炎中起作用。DSS诱导的结肠损伤与miR-146a下调、TRAF6–NF-κB通路激活以及SIRT1–AMPK信号传导抑制相关，而酰化Catalpol二糖苷和乳酸菌联合治疗则表现出最强的恢复效果
CRediT作者贡献声明
艾哈迈德·M·埃尔-巴兹（Ahmed M. El-Baz）：撰写原始稿件、项目管理、方法学设计、实验实施、数据分析、概念构思。雷哈姆·M·古达（Reham M. Gouda）：资源获取、数据分析。哈尼·巴拉卡（Hany Baraka）：数据可视化、资源管理。艾哈迈德·S·萨阿德（Ahmed S. Saad）：数据可视化、验证、资源管理。艾哈迈德·E·阿默尔（Ahmed E. Amer）：数据可视化、验证、资源管理。阿米尔·穆罕默德·阿卜杜勒哈米德（Amir Mohamed Abdelhamid）：数据可视化、验证、资源管理。穆罕默德·M·萨拉马（Mohamed M. Salama）：数据可视化、验证
伦理批准
所有动物实验均遵循国家法规、欧洲指令2010/63/EU和ARRIVE 2.0指南进行。该研究的伦理批准已获得德尔塔科技大学药学院动物护理和使用委员会（IACUC）的批准（批准编号：FPDU11/2024）。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的研究。
致谢
作者感谢国王哈立德大学（King Khalid University）的科学研究处通过大型研究项目（项目编号：RGP2/393/46）资助了这项工作。
