尿石素及其II期代谢物能够穿过血脑屏障，并通过抑制NF-κB的核转运，对小胶质细胞产生刺激依赖性的抗炎作用

《Food & Function》：Urolithins and their phase II conjugates cross the blood–brain barrier and exert a stimulus-dependent anti-inflammatory effect on microglial cells by inhibiting NF-κB nuclear translocation

urolithins通过血脑屏障并抑制神经炎症，其代谢物（如Uro-A、Uro-B）在体外模型中表现出高效跨BBB能力，Uro-B及其硫酸盐通透性最高。研究证实这些代谢物可缓解TNFα和LPS诱导的BBB损伤，抑制IL-6、IL-8分泌及NF-κB核转位，机制涉及与TLR4/MD-2受体结合及MyD88信号通路调控。膳食来源的 ellagic acid 和 ellagitannins 通过肠道菌群转化为urolithins，可能预防神经退行性疾病。

　　本研究聚焦于神经炎症在衰老和神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）中的关键作用，并探讨了尿石素（Uros）及其相位II结合物在血脑屏障（BBB）中的跨膜能力与抗炎活性。神经退行性疾病是发达国家中最严重的公共卫生问题之一，其发病率随着人均寿命的延长而持续上升。这些疾病主要表现为中枢神经系统特定区域神经元的进行性丧失，导致运动功能障碍和认知能力下降。神经炎症，由激活的微胶质细胞驱动，是这些疾病发展的重要标志之一。多种内在和外在因素，如感染和氧化应激，可能引发神经炎症并激活微胶质细胞中的特定信号通路。一旦激活，微胶质细胞会释放促炎性细胞因子，如肿瘤坏死因子α（TNFα）、IL-6、IL-8和IL-1β，这些因子不仅放大了炎症反应，还加剧了神经元的损伤。由于目前针对神经退行性疾病的治疗手段有限，且脑部变化可能在症状出现前数年就开始，因此预防措施成为研究重点。因此，寻找具有抗神经炎症和神经保护特性的天然化合物，作为非药物干预手段，对维护长期脑健康具有重要意义。

在这一背景下，饮食干预成为关注的焦点。研究表明，富含多酚的食物，如石榴、核桃和某些浆果（如草莓、覆盆子和黑莓）中的尿石素和没食子酸（EA）可能对认知健康有益。然而，由于这些化合物的生物利用度较低，且在人体肠道微生物作用下被广泛代谢为尿石素（Uros），其生物活性主要归因于这些代谢产物。在人体中，尿石素的三种主要代谢产物包括尿石素A（Uro-A）、尿石素B（Uro-B）和异尿石素A（IsoUro-A）。然而，这些代谢产物的肠道合成依赖于个体的肠道微生物组成和功能，导致了显著的个体间差异，形成了特定的尿石素代谢表型（UMs）。目前，已确定三种主要的UMs：UM-A（仅产生Uro-A）、UM-B（同时产生Uro-A、Uro-B和IsoUro-A）以及UM-0（不产生这些尿石素）。相较于ETs和EA，这些尿石素能够达到血液中的相关浓度（低微摩尔水平），并主要以相位II结合物（如葡萄糖醛酸化物和硫酸盐）形式循环。因此，过去十年中，尿石素因其在体外和体内均表现出的抗炎特性而受到广泛关注。

尽管已有大量研究探讨了尿石素的神经保护和抗炎作用，特别是尿石素A，但大多数研究集中在游离形式，而相位II结合物的生物活性和其跨BBB的能力仍存在较大空白。已有研究表明，相位II结合物可能限制其对氧化应激诱导细胞凋亡的保护作用。然而，关于其是否影响抗神经炎症效果，尚未有明确结论。此外，动物实验中虽然检测到尿石素A在脑组织中的存在，但这些实验采用了非灌注或酶解处理后的脑样本，这可能无法准确反映尿石素是否真正穿透血脑屏障。近期研究首次证实了尿石素A硫酸盐和游离形式在灌注小鼠脑组织中的存在，进一步支持了尿石素及其结合物对中枢神经系统具有潜在作用。

本研究旨在首次比较主要游离尿石素（Uro-A、Uro-B和IsoUro-A）及其主要相位II结合物（如葡萄糖醛酸化物和硫酸盐）穿越血脑屏障的能力，并评估其对BBB内皮细胞和人源微胶质细胞（HMC3）的抗炎效果。研究还探讨了这些代谢产物如何通过影响关键信号通路，如NF-κB的核转位，发挥其神经保护作用。通过使用体外模型和多种分析技术，包括免疫细胞化学、分子对接分析和分子生物学方法，本研究揭示了尿石素在不同炎症刺激下的作用机制，并探讨了其作为神经退行性疾病预防手段的潜力。

研究结果表明，所有尿石素及其结合物均能穿越血脑屏障，其中尿石素B和其硫酸盐表现出最高的转运效率。在炎症刺激下，这些尿石素有助于维持BBB的完整性，减少细胞间通透性。此外，尿石素A、异尿石素A和异尿石素A的葡萄糖醛酸化物在TNFα刺激下显著改善了BBB的完整性。尿石素对人源微胶质细胞的抗炎作用表现出一定的刺激依赖性：在LPS刺激下，所有尿石素均能显著降低IL-6的分泌，而只有游离形式的尿石素能有效减少IL-8的水平。相比之下，在TNFα刺激下，尿石素及其结合物均未表现出明显的抗炎效果。这些差异可能与不同刺激引发的信号通路不同有关。例如，LPS通过TLR4激活MyD88和TRIF两条通路，而TNFα则通过TNFR1激活NF-κB通路。因此，尿石素对LPS诱导的炎症反应表现出更强的调节能力，这可能使其在感染相关的神经炎症中更具应用价值。

分子对接分析进一步揭示了尿石素与TLR4/MD-2复合物的相互作用。结果显示，尿石素A及其葡萄糖醛酸化物与MD-2结合口袋中的关键残基（如Tyr131、Phe151、Val135和Cys133）形成较强的非共价相互作用，表明它们可能作为竞争性抑制剂作用于LPS的结合位点。值得注意的是，尿石素A对MyD88表达的下调作用在LPS刺激下尤为显著，而其葡萄糖醛酸化物则未表现出这种效应。这一现象可能与结合物在炎症部位的水解有关，因为炎症组织中β-葡萄糖醛酸酶的活性较高，能够将结合物转化为活性形式，从而恢复其生物活性。

研究还发现，尽管相位II结合物在体外模型中显示出一定的跨BBB能力，但其生物活性通常弱于游离形式。这可能是因为结合物在穿过BBB后，仍需在靶组织中被酶解才能发挥其功能。因此，尿石素及其结合物在体内可能通过不同的机制影响神经炎症：游离形式可能直接抑制信号通路，而结合物则可能在炎症部位被重新激活。这些发现进一步支持了通过饮食摄入富含ETs和EA的食物，可能通过其代谢产物尿石素，对神经退行性疾病具有一定的预防和延缓作用。

总体而言，本研究不仅揭示了尿石素及其结合物在体外模型中穿越血脑屏障的能力，还阐明了其在不同炎症刺激下的作用差异。这些结果对于理解饮食如何通过肠道微生物代谢产物影响脑健康具有重要意义。此外，研究还指出了尿石素可能通过靶向TLR4信号通路，特别是MyD88依赖的途径，来发挥其抗炎作用。这一机制为开发新的非药物干预策略提供了理论依据，有助于进一步探索天然化合物在神经退行性疾病中的潜在应用。