大黄蒽醌类成分影响肠道微生物的组成平衡损伤结肠黏膜屏障促进结肠癌发展

目的 蒽醌类泻药的安全性一直存在争议.此前,一些碎片化的研究发现蒽醌类药物可破坏结肠上皮组织结构,长期服用蒽醌类泻药可增加结直肠癌的风险.本研究以蒽醌类泻药中的主要通便成分sennoside A为研究对象,以肠黏膜屏障的完整性为切入点,着眼于肠道微生物所扮演的角色,研究sennoside A对肠道炎症和宿主代谢的影响,并在AOM/DSS小鼠模型中评估其是否会加重结肠炎相关结肠癌.旨在阐明sennoside A是否破坏结肠上皮屏障的完整性促进结肠炎及结肠癌的发生发展?为明确大黄蒽醌类化合物可能具有的促炎致癌风险的潜在毒性物质基础的确定提供一定的依据.方法 利用免疫荧光对相关紧密连接蛋白的检测以及小动物活体成像评价结肠屏障的完整性,并通过16srDNA扩增子测序分析senno?side A长期处理对小鼠肠道微生物组成的影响,进一步利用非靶代谢组学分sennoside A对宿主代谢的影响.进一步利用靶向短链脂肪酸代谢组学分析其对短链脂肪酸的影响.Luminex检测sennoside A对诱导结肠组织促炎信号通路的影响.结果 从肠黏膜屏障完整性角度出发,评价了sennoside A对于结肠黏膜屏障的两大物理屏障——机械屏障和黏液屏障进行观察.重点检测并分析了sennoside A对肠道微生物菌群结构的影响,发现sennoside A长期处理组的生物标志物,即为sennoside A促进其优势生长的菌群——Akkermansia muciniphila(A.muciniphila),且是一个动态增加的过程.体外菌群培养以确定sennoside A原形,sennoside A微生物代谢混合物以及主要代谢产物Rhein对于A.muciniphila的生长均无显著影响,说明sennoside A对A.muciniphila的生长优势的促进并不是直接作用.进一步分析发现sennoside A对于几种产短链脂肪酸菌属(Coprcoccus,Prevotella,Oscillospira,Ruminococcus)的抑制作用.并对2个主要的产丁酸菌(Clostridium tyrob?utyrate和Clostridium butyricum)sennoside A的直接抑菌作用进行考察,说明肠道内的sennoside A可直接抑制产丁酸菌的生长,但不是通过sennoside A原形发挥抑制作用,并确证了sennoside A可显著抑制其生长的菌群及其所引起结肠病理学改变.基于以上,进一步通过粪菌移植实验确证sennoside A所造成肠黏膜屏障的损伤过程,肠道微生物的结构紊乱扮演着不容忽视的角色.senniside A能够引起机体代谢的异常,促进结肠腺瘤的形成.且伴随着STAT3信号通路以及β-catenin信号通路更为强烈的激活,提示着可能产生的恶性转变.结论 确证了大黄结合型蒽醌代表性化合物—sennoside A可通过破坏肠黏膜屏障完整性引起结肠长期低水平炎症且促进结肠癌的发展.发现sennoside A可促进A.muciniphila的优势生长以及产丁酸菌群的生长抑制,明确了sennoside A损伤肠黏膜屏障完整性与其所引起的黏液降解菌——外源性纤维素降解菌的平衡破坏密切相关,为大黄蒽醌类化合物使用规避促炎致癌风险提供坚实的实验依据.