辣椒素通過(guò)腸道菌群改善DSS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎

郭雪,徐婧,徐豪明,張艷,黃琛,聶玉強(qiáng),周永健,周有連

【提要】目的 探討不同劑量的辣椒素對(duì)小鼠潰瘍性結(jié)腸炎腸道炎癥和腸道菌群的影響。方法 將25只清潔級(jí)6～8周齡C57小鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、葡聚糖硫酸鈉(DSS)組、辣椒素(5 mg/kg CAP)+DSS組、辣椒素(10 mg/kg CAP)+DSS組、辣椒素(20 mg/kg CAP)+DSS組，每組5只。通過(guò)自由飲用3% DSS水誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎模型。在DSS干預(yù)前7 d，每天給予200 μL相應(yīng)劑量的辣椒素灌胃，至干預(yù)的第8天處死。觀察記錄小鼠體質(zhì)量、疾病活動(dòng)指數(shù)(DAI)、測(cè)量結(jié)腸長(zhǎng)度；利用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-qPCR)和蛋白印跡(WB)檢測(cè)結(jié)腸組織的炎癥因子及腸道屏障的基因轉(zhuǎn)錄水平以評(píng)估辣椒素對(duì)結(jié)腸炎小鼠的作用；并通過(guò)糞便16S rRNA測(cè)序檢測(cè)小鼠腸道菌群。結(jié)果 辣椒素在一定范圍內(nèi)，成劑量依賴性改善小鼠腸炎大體，下調(diào)促炎癥因子IL-6、IL-18的表達(dá)，增強(qiáng)腸道屏障ZO-1、MUC2、Tff3、Occludin的表達(dá)；并可重塑腸炎腸道菌群組成，改變菌群相對(duì)物種豐富度。結(jié)論 辣椒素在合適的劑量范圍內(nèi)可有效改善小鼠結(jié)腸炎，并調(diào)整小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)。

潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)是炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)的一種，是一種慢性非特異性腸道炎癥，病因不明，臨床治療效果不佳，多認(rèn)為與遺傳易感因素、環(huán)境因素、免疫因素及腸道菌群改變有關(guān)[1]。IBD患者的腸道菌群紊亂常以有益菌的減少及有害菌的增多為特征，臨床上也嘗試使用糞菌移植(fecal microbiota transplantation，F(xiàn)MT)技術(shù)重塑患者腸道菌群治療UC，但其療效目前仍存在爭(zhēng)議[2]。辣椒是一種藥食兩用的草本植物，可用作飲食調(diào)味劑和中草藥，具有悠久的歷史[3]。辣椒素是辣椒的主要活性成分，具有抗炎、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛、增強(qiáng)造血干細(xì)胞動(dòng)員等作用[4-6]。目前，辣椒素對(duì)IBD的影響尚存在爭(zhēng)議且辣椒素影響腸道菌群的研究報(bào)道尚少。本研究使用葡聚糖硫酸鈉(DSS)構(gòu)建腸炎小鼠模型，給予小鼠不同劑量的辣椒素干預(yù)，通過(guò)評(píng)估小鼠的體重、疾病活動(dòng)指數(shù)(disease activity index, DAI)、炎癥因子及黏膜屏障的表達(dá)、糞便菌群變化，探討辣椒素對(duì)DSS 誘導(dǎo)結(jié)腸炎的療效,并初步探討辣椒素改善腸炎與腸道菌群的關(guān)系。

1 材料及方法

1.1 動(dòng)物及主要試劑

1.1.1 動(dòng)物 25只清潔級(jí)8～10周齡、體重為22～25 g的雄性C57小鼠，購(gòu)自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心并飼養(yǎng)于華南理工大學(xué)附屬第二醫(yī)院(廣州市第一人民醫(yī)院)26 ℃恒溫動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室【實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)為SCXK(粵)2022-0002】。相關(guān)動(dòng)物方案經(jīng)過(guò)華南理工大學(xué)附屬第二醫(yī)院(廣州市第一人民醫(yī)院)管理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.1.2 試劑及儀器 DSS購(gòu)自美國(guó)MP Biomedical公司；辣椒素購(gòu)自MCE (HY-10448); RNA later、Trizol、購(gòu)自美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；PCR逆轉(zhuǎn)錄試劑盒及TB Green Premix Ex TaqⅡ購(gòu)自日本Takara公司；引物由上海生工生物工程有限公司合成；普通PCR儀、Nanodrop2000微量分光光度計(jì)購(gòu)自美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀為德國(guó)Analytik Jena公司產(chǎn)品；Occludin抗體購(gòu)自美國(guó)Proteintech Group公司(貨號(hào)：27260-1-AP)；MUC2抗體購(gòu)自愛(ài)博泰克生物公司(貨號(hào)：A4767)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 辣椒素溶液配置 根據(jù)試劑說(shuō)明書(shū)，加入無(wú)水乙醇溶解為100 mg/mL儲(chǔ)備液，-80 ℃冰箱保存，小鼠灌胃前加入適量玉米油，配置為相應(yīng)的工作液濃度。

1.2.2 結(jié)腸炎小鼠模型的建立與取材 小鼠在12 h晝夜交替、26 ℃環(huán)境適應(yīng)性飼養(yǎng)一周。將25只清潔級(jí)6～8周齡C57小鼠隨機(jī)分為空白對(duì)照組(正常對(duì)照組)、葡聚糖硫酸鈉組(DSS組)、辣椒素(5 mg/kg)+DSS組(DSS+CAP5)、辣椒素(10 mg/kg)+DSS組(DSS+CAP10)、辣椒素(20 mg/kg)+DSS組(DSS+CAP20)，每組5只。DSS干預(yù)方案：予小鼠含DSS(質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為3%)的飲用水連續(xù)、自由飲用7 d，構(gòu)建小鼠急性結(jié)腸炎模型。辣椒素給藥方案：DSS造模前7 d，治療組每天給予相應(yīng)濃度的辣椒素200 μL灌胃，DSS組予相應(yīng)劑量的PBS灌胃，至DSS造模結(jié)束，共14 d。每天定時(shí)稱量小鼠的體重，觀察并記錄糞便性狀及隱血情況。結(jié)束造模采用頸椎脫臼法處死。取回腸、結(jié)腸及直腸拍照測(cè)量。取出盲腸內(nèi)容物，于-80 ℃保存，用于16S rRNA測(cè)序。

1.2.3 DAI評(píng)分 根據(jù)趙亞妮等[7]的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，在DSS造模期間，每日記錄小鼠體重，糞便性狀及血便情況：每日體重與初始體重相比，體重下降百分比為0～1%計(jì)0分，1%～5%計(jì)1分，5%～10%計(jì)2分，10%～15%計(jì)3分，≥15%計(jì)4分；糞便性狀無(wú)異常計(jì)0分，糞便松散計(jì)2分，稀便計(jì)4分；糞便隱血試驗(yàn)陰性計(jì)0分，糞便隱血試驗(yàn)陽(yáng)性計(jì)1分，肉眼血便計(jì)2分。根據(jù)癥狀評(píng)分計(jì)算DAI：DAI=(體重下降得分+糞便性狀得分+糞便隱血或肉眼血便得分)/3。

1.2.4 實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Real-time qPCR) 根據(jù)Trizol試劑說(shuō)明書(shū)，對(duì)腸組織進(jìn)行研磨，提取RNA并檢測(cè)純度和濃度，稀釋為相應(yīng)濃度；根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄試劑說(shuō)明書(shū)進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，采用SYBR Green按照95 ℃預(yù)變性30 s，95 ℃變性15 s，40個(gè)循環(huán)；60 ℃退火1 min，40個(gè)循環(huán)；95 ℃ 1 s；Melt，6 s反應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)增，以甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)為內(nèi)參，按照2-ΔΔCT法進(jìn)行定量分析。

1.2.5 小鼠腸道16S rRNA測(cè)序 用DNA抽提試劑盒提取糞便DNA，并使用通用引物515F (5′-GTGCCAGCMGCCGC-GGTAA-3′)和806R (5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′) 進(jìn)行樣本16S rRNAV4區(qū)PCR擴(kuò)增，基于IonS5TM XL測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序(北京諾禾致源科技股份有限公司提供技術(shù)支持)，應(yīng)用Silva132數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行物種注釋。選取各組門(mén)、科水平相對(duì)豐度前10位的物種繪制堆疊圖，分析物種組成。利用線性判別分析效應(yīng)量(linear discriminantanalysis effect size，LEfSe)差異分析算法篩選出各組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的優(yōu)勢(shì)菌[線性判別式分析(lineardiscriminant analysis, LDA)評(píng)分≥4 log10][8]。

1.2.6 蛋白印跡(Western blot) 取小鼠結(jié)腸經(jīng)RIPA+蛋白酶抑制劑+磷酸酶抑制劑混合液勻漿裂解，后用BCA法測(cè)定蛋白濃度，配制10%的聚丙烯凝膠，經(jīng)電泳、轉(zhuǎn)膜后，用脫脂奶粉封閉，一抗4 ℃過(guò)夜，抗體濃度為Occludin (1∶1 000)、MUC2(1∶500)；復(fù)溫后，二抗孵育1 h，TBST清洗后，顯影。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 26和ImageJ 1.52軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，Graphpad Prism 9.4.0和Adobe Illustrator 2021繪圖。兩組間比較用兩樣本t檢驗(yàn)，多組間采用單因素方差分析，重復(fù)測(cè)量計(jì)量資料采用重復(fù)測(cè)量方差分析。P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 辣椒素緩解小鼠體重下降，改善DAI評(píng)分

空白對(duì)照組小鼠一般情況良好，體質(zhì)量平穩(wěn)上升，DAI在0分上下波動(dòng)，DSS組小鼠在造模4天后開(kāi)始出現(xiàn)活動(dòng)度減少、毛色暗淡、體重下降等現(xiàn)象，癥狀逐漸加重，出現(xiàn)腹瀉、肉眼血便。從第4天起，體重下降與正常組小鼠相比出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(第4天：P<0.05；第5、6、7天：P均<0.001)。給予辣椒素干預(yù)的治療組中，小鼠體重下降程度均低于DSS組，且與辣椒素劑量成正比。如圖1A所示，與模型組相比，給予20 mg/kg劑量的辣椒素組，體重下降在造模的第5、6、7天均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均<0.01)，給予10 mg/kg劑量的辣椒素組，在第7天有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)，5 mg/kg的辣椒素組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但可見(jiàn)減緩體重下降的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)時(shí)，空白組小鼠疾病活動(dòng)程度趨近于0，DSS組小鼠DAI顯著升高(P<0.0001)，給予辣椒素干預(yù)后DAI降低。如圖1B所示，末次(第7天)DAI評(píng)分中，20 mg/kg CAP+DSS組DAI下降最為明顯，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.01)，10 mg/kg組有下降趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

圖1 各組小鼠的體質(zhì)量下降百分比及末次DAI評(píng)分 A：體質(zhì)量下降百分比；B：末次DAI評(píng)分(注釋：#表示模型組與正常組相比；*表示辣椒素干預(yù)組與模型組相比；#：P<0.05；##：P<0.01；###：P<0.001；####：P<0.0001；*：P<0.05；**：P<0.01；***：P<0.001；****：P<0.0001)

2.2 辣椒素降低小鼠死亡率及緩解腸炎小鼠的結(jié)腸縮短與病理?yè)p傷

與正常組相比，DSS組結(jié)腸長(zhǎng)度明顯縮短(P<0.001)，給予辣椒素干預(yù)后，結(jié)腸縮短有改善，其中以20 mg/kg劑量組最為顯著(P<0.01，圖2A和B)；在DSS造模的第6天，模型組小鼠1只出現(xiàn)死亡，第7天，5 mg/kg劑量辣椒素組出現(xiàn)1只死亡，其余組全部存活。對(duì)照組小鼠結(jié)腸黏膜完整，腺體結(jié)構(gòu)排列整齊，杯狀細(xì)胞豐富，固有層無(wú)明顯中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，而腸炎模型組小鼠結(jié)腸上皮完整性損害嚴(yán)重，上皮細(xì)胞破壞，腺體缺損，黏膜固有層可見(jiàn)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)嚴(yán)重。辣椒素干預(yù)后，可不同程度緩解上皮的破壞，部分腺體恢復(fù)，杯狀細(xì)胞數(shù)量增加，但病理評(píng)分未見(jiàn)差異(圖2C-H)。

圖2 各組小鼠結(jié)腸長(zhǎng)度及HE染色 A：結(jié)腸大體；B：結(jié)腸長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)； C：正常對(duì)照組；D：DSS組；E：5 mg/kg辣椒素干預(yù)組；F: 10 mg/kg辣椒素干預(yù)組； G: 20 mg/kg辣椒素干預(yù)組；H：組織病理評(píng)分(#表示模型組與正常組相比；*表示辣椒素干預(yù)組與模型組相比，DSS+CAP5和DSS+CAP20各只小鼠評(píng)分相同)

2.3 辣椒素降低小鼠炎癥并增強(qiáng)腸道屏障

利用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Real-time qPCR)檢測(cè)結(jié)腸組織的炎癥因子及黏膜屏障的基因轉(zhuǎn)錄水平。如圖3A所示，DSS干預(yù)后，炎癥因子IL-6、IL-18顯著升高(P均<0.001)；屏障蛋白ZO-1、黏液屏障MUC2表達(dá)量顯著降低 (ZO-1：P<0.01；MUC2：P<0.0001)。給予辣椒素干預(yù)后，炎癥因子水平與模型組相比顯著下降(10 mg/kg組：IL-6和IL-18：P均<0.0001；20 mg/kg組：IL-6和IL-18：P均<0.0001；IL-1β：P=0.0267)；而屏障蛋白表達(dá)量顯著升高(5 mg/kg組：ZO-1，Tff3：P均<0.0001；MUC2:P<0.05；20 mg/kg組：ZO-1和Tff3，P均<0.0001;MUC2,P0.05);與康等人報(bào)道結(jié)果一致[10]。Western Blot結(jié)果顯示(圖3B-C)：DSS干預(yù)后，緊密連接蛋白Occludin表達(dá)顯著降低(P<0.05)；給予辣椒素干預(yù)后，與模型組相比顯著升高(10 mg/kg組和20 mg/kg組：P均<0.01)；黏液蛋白MUC2，辣椒素干預(yù)后，有升高趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖3 炎癥因子及屏障在各組水平 A: 小鼠結(jié)腸IL-6、IL-18、IL-1β、ZO-1、MUC2和Tff3 在各組的mRNA相對(duì)表達(dá)量；B：MUC2和Occludin蛋白在各組的表達(dá)量；C：Occludin蛋白表達(dá)水平柱狀圖(#表示模型組與正常組相比；*表示辣椒素干預(yù)組與模型組相比)

2.4 辣椒素調(diào)節(jié)小鼠腸道菌群

2.4.1 物種組成分析

在門(mén)水平(圖4A)，各組優(yōu)勢(shì)菌門(mén)均為厚壁菌門(mén)、變形菌門(mén)、擬桿菌門(mén)。厚壁菌門(mén)在空白對(duì)照組小鼠腸道菌群中的相對(duì)豐度為71.17%，在DSS組中水平明顯下降為26.15%，不同劑量辣椒素干預(yù)后，水平均較DSS組升高(分別為5 mg/kg：36.57%、 10 mg/kg：53.44%、20 mg/kg：47.58%)；變形菌門(mén)在空白對(duì)照組小鼠腸道菌群中的相對(duì)豐度為10.18%，在DSS組明顯升高為42.78%，不同劑量辣椒素干預(yù)后，水平均較DSS組下降(分別為5 mg/kg：17.84%、 10 mg/kg：10.55%、20 mg/kg：13.15%)；擬桿菌門(mén)在空白對(duì)照組小鼠腸道菌群中的相對(duì)豐度為4.79%，在DSS組升高為9.35%，不同劑量辣椒素干預(yù)后，水平均較DSS組升高(分別為5 mg/kg：33.62%、 10 mg/kg：19%、20 mg/kg：28.99%)。

在科水平(圖4B)，各組優(yōu)勢(shì)菌科差異較大。腸桿菌科在空白對(duì)照組小鼠腸道菌群中的相對(duì)豐度為0.88%，在DSS組明顯升高為36.54%；不同劑量辣椒素干預(yù)后，水平均較DSS組降低(分別為5 mg/kg：15.62%、 10 mg/kg：6.25%、20 mg/kg：11.17%)；丹毒絲菌科在空白對(duì)照組小鼠腸道菌群中的相對(duì)豐度為25.80%，在DSS組降低為14.31%，不同劑量辣椒素干預(yù)后，水平均較DSS組升高(分別為5 mg/kg：23.21%、 10 mg/kg：28.67%、20 mg/kg：26.79%)；擬桿菌科在空白對(duì)照組小鼠腸道菌群中的相對(duì)豐度為2.97%，在DSS組升高為3.84%，不同劑量辣椒素干預(yù)后，水平均較DSS組升高(分別為5 mg/kg：18.49%、 10 mg/kg：7.19%、20 mg/kg：22.46%)；乳桿菌科在空白對(duì)照組小鼠腸道菌群中的相對(duì)豐度為19.55%，在DSS組顯著下降為2.26%，其中以10 mg/kg與20 mg/kg的辣椒素干預(yù)后，水平較DSS組升高(分別3.68%、 3.38%)；毛螺菌科在空白對(duì)照組小鼠腸道菌群中的相對(duì)豐度為6.76%，在DSS組降低為1.63%，不同劑量辣椒素干預(yù)后，水平均較DSS組升高(分別為5 mg/kg：4.02%、 10 mg/kg：6.91%、20 mg/kg：3.8%)。

圖4 物種相對(duì)豐度圖及LEFSe分析 A：物種相對(duì)豐度圖：門(mén)水平；B：物種相對(duì)豐度圖：科水平；C：LDA值分布柱狀圖；D：進(jìn)化分支圖

2.4.2 LEFSe分析

如圖4 C和D所示：空白對(duì)照組出現(xiàn)了大量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的細(xì)菌，包括厚壁菌門(mén)(LDA評(píng)分=5.328 log10，P=0.046)、梭菌綱(LDA評(píng)分=4.828 log10，P=0.049)、乳桿菌目(LDA評(píng)分=4.918 log10，P=0.004)、梭菌目UCG-014(LDA評(píng)分=4.599 log10，P=0.021)、顫螺菌目(LDA評(píng)分=4.335 log10，P=0.008)、芽胞桿菌目(LDA評(píng)分=4.121 log10，P=0.012)、乳桿菌科(LDA評(píng)分=4.921 log10，P=0.004)、瘤胃菌科(LDA評(píng)分=4.344 log10，P=0.011)、芽孢桿菌科(LDA評(píng)分=4.11 log10，P=0.007)、木質(zhì)乳酸桿菌屬：(LDA評(píng)分=4.826 log10，P=0.007)、回腸桿菌屬：(LDA評(píng)分=4.370 log10，P=0.049)、毛螺菌屬NK4A136_group：(LDA評(píng)分=4.208 log10，P=0.012)、乳桿菌屬：(LDA評(píng)分=4.167 log10，P=0.016)、桿菌屬：(LDA評(píng)分=4.087 log10，P=0.013)、鼠乳桿菌：(LDA評(píng)分=4.821 log10，P=0.007)、纈裂芽桿菌種：(LDA評(píng)分=4.367 log10，P=0.049)、炭疽桿菌：(LDA評(píng)分=4.07 log10，P=0.021)；DSS組出現(xiàn)的有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的細(xì)菌包括疣微菌門(mén)(LDA評(píng)分=4.605 log10，P=0.017)；疣微菌綱(LDA評(píng)分=4.628 log10，P=0.016)、腸桿菌目(LDA評(píng)分=5.176 log10，P=0.04)、疣微菌目(LDA評(píng)分=4.625 log10，P=0.018)、腸桿菌科(LDA評(píng)分=5.164 log10，P=0.018)、阿克曼斯亞科(LDA評(píng)分=4.613 log10，P=0.019)、埃希桿菌-志賀菌屬(LDA評(píng)分=5.148 log10，P=0.022)、嗜黏蛋白阿克曼菌屬：(LDA評(píng)分=4.608 log10，P=0.02)、大腸埃希氏菌(LDA評(píng)分=5.155， log10，P=0.022)、嗜黏蛋白阿克曼菌(LDA評(píng)分=4.588 log10，P=0.017；5 mg/kg的辣椒素干預(yù)后的有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異意義的細(xì)菌為擬桿菌門(mén)(LDA評(píng)分=5.184 log10，P=0.002)；擬桿菌綱(LDA評(píng)分=5.144 log10，P=0.002)；擬桿菌目(LDA評(píng)分=5.164 log10，P=0.018)；擬桿菌科(LDA評(píng)分=4.674 log10，P=0.004)；擬桿菌屬(LDA評(píng)分=4.68 log10，P=0.004)； 10 mg/kg的辣椒素干預(yù)后出現(xiàn)的有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的細(xì)菌包括毛螺菌目及毛螺菌科(LDA評(píng)分=4.463 log10，P=0.034)； 20 mg/kg的辣椒素干預(yù)后出現(xiàn)的有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的細(xì)菌包括，消化鏈球菌目(LDA評(píng)分=4.276 log10，P=0.011)、消化鏈球菌科(LDA評(píng)分=4.264 log10，P=0.016)、羅姆布茨菌屬及羅姆布茨菌種(LDA評(píng)分=4.246 log10，P=0.012)、木犀科(LDA評(píng)分=4.951 log10，P=0.004)、圖里西桿菌屬(LDA評(píng)分=4.538 log10，P=0.031)。

3 討論

近十年來(lái)，IBD的患病率逐年上升，具體發(fā)病機(jī)制尚不明確。學(xué)者推測(cè)：飲食、心理等多種環(huán)境因素作用于遺傳易感者，間接或直接導(dǎo)致腸道菌群紊亂，可引起腸道屏障損傷，誘發(fā)免疫系統(tǒng)紊亂，形成局部潰瘍[1]。由此可見(jiàn)：腸道菌群在潰瘍性結(jié)腸炎中發(fā)揮著不容小覷的作用。而辣椒素的藥理作用在我國(guó)已有近百年的研究歷史，已被證明有抗炎[9-10]、抗菌[11-12]、鎮(zhèn)痛[13]、減肥調(diào)脂[14]、抗腫瘤[15]、保護(hù)消化系統(tǒng)[16]等作用，在我們的研究，辣椒素緩解了DSS誘導(dǎo)的潰瘍性腸炎并調(diào)節(jié)腸道菌群，這將飲食中的辣椒素與腸道菌群建立聯(lián)系。

本實(shí)驗(yàn)用含3% DSS自由飲用水構(gòu)建小鼠急性腸炎模型，在造模第四天出現(xiàn)體重下降、腹瀉、肉眼血便等癥狀，是UC患者的典型臨床特征。依據(jù)DAI評(píng)分和結(jié)腸縮短可見(jiàn)模型組和正常組小鼠有顯著差異，急性潰瘍性結(jié)腸炎造模成功。當(dāng)給予不同濃度的辣椒素灌胃7天，可見(jiàn)體重下降程度、DAI評(píng)分、結(jié)腸縮短程度成不同水平的改善，與蔣等人[17]在研究中指出50 mg/kg可防止胃腸道潰瘍的結(jié)論一致。在DSS模型組中IL-6，IL-18，IL-1β等促炎因子顯著上調(diào)，給予辣椒素干預(yù)后炎癥因子顯著下調(diào)，可發(fā)揮抗炎作用。外周膜蛋白(ZO-1)、黏蛋白MUC2和三葉因子3(Tff3)對(duì)于促進(jìn)腸道穩(wěn)態(tài)與黏膜修復(fù)至關(guān)重要[18]。我們的研究在基因轉(zhuǎn)錄水平證明了給予辣椒素干預(yù)后可促進(jìn)腸屏障上調(diào)，與曹等人[19]的研究結(jié)果一致。

辣椒素作為辣椒的活性代謝產(chǎn)物，可通過(guò)口服進(jìn)入胃腸道，因此，研究其在胃腸道中的作用，特別是對(duì)IBD的影響，有很大的臨床意義。先前的研究報(bào)道辣椒素可惡化[20]、緩解[21]、或不影響UC[22]的嚴(yán)重程度，尚存在爭(zhēng)議。研究報(bào)道[23-24]，辣椒素可增加腸黏膜血液灌注或增強(qiáng)造血干細(xì)胞動(dòng)員來(lái)預(yù)防和治療潰瘍性結(jié)腸炎的。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)構(gòu)建急性腸炎小鼠，通過(guò)灌胃的干預(yù)方式模擬辣椒素在人體內(nèi)的作用途徑，結(jié)果表明辣椒素在一定的劑量范圍內(nèi)成濃度依賴性改善的體重下降、DAI評(píng)分、炎癥因子及黏膜屏障水平等指標(biāo)，但對(duì)病理改善不太顯著。本研究中選用的劑量中20 mg/kg效果最為顯著，而有研究報(bào)道[25]，辣椒素劑量濃度過(guò)大，會(huì)對(duì)胃腸黏膜造成損害，最佳劑量需要進(jìn)一步探索。

腸道菌群紊亂是IBD發(fā)病的重要機(jī)制之一[26]。本研究通過(guò)16SrDNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn),辣椒素干預(yù)后可以增加腸道菌群多樣性，調(diào)整DSS小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)，其中產(chǎn)丁酸鹽的理研菌科、毛螺菌屬、羅姆布茨菌屬的相對(duì)豐度上調(diào); 并且，辣椒素干預(yù)組中升高的木犀菌科、毛螺菌科、理研菌科、擬桿菌科中的均存在利用黏蛋白單糖的成員，其可與腸道致病菌占據(jù)同樣生態(tài)位(利用黏蛋白單糖)的共生菌去擠占致病菌的生存空間，是潛在的微生態(tài)治療策略。Nature Communications[27]發(fā)表的一項(xiàng)研究報(bào)道了一種方法，在小鼠中鑒定出能利用黏蛋白單糖的多種共生菌，并從中挑選構(gòu)建了混合菌株群落，能有效抑制艱難梭菌的生長(zhǎng)和定植。我們推測(cè)辣椒素干預(yù)后調(diào)整腸道菌群改善腸炎可能與此機(jī)制有關(guān)。

綜上所述，辣椒素可緩解DSS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎癥，改變腸道菌群結(jié)構(gòu)，為以后臨床和基礎(chǔ)研究探索辣椒素對(duì)IBD患者的影響提供參考依據(jù)。但本研究尚存在以下不足：①本實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象為雄性小鼠，而有文獻(xiàn)報(bào)道雌雄小鼠腸道菌群組成存在差異，可能與性別敏感性有關(guān)[28]；②本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的為急性腸炎模型，辣椒素干預(yù)時(shí)間較短，而長(zhǎng)期慢性模型更能模擬飲食對(duì)IBD的影響。本研究辣椒治療IBD提供了一定依據(jù)，但辣椒素的具體作用機(jī)制仍需大量的探索。