番红花素对溃疡性结肠炎大鼠模型中海马区焦虑症状及MYD88/NF-κB信号通路的影响
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时间:2025年11月29日
来源:Current Research in Physiology 1.7
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焦虑症与炎症性肠病(IBD)相关,本研究在大鼠溃疡性结肠炎模型中探讨 safranal 通过抑制 TLR4/MYD88/NF-κB 通路和降低 IL-6、IL-1β 水平缓解焦虑的作用。结果显示,safranal 明显改善焦虑样行为并抑制炎症通路,为治疗肠脑轴相关焦虑提供新思路。
本研究聚焦于植物活性成分safranal对溃疡性结肠炎(UC)诱导焦虑样行为的调控机制。实验以32只雄性大鼠为对象,通过乙酸灌肠建立结肠炎模型,探究不同剂量safranal(72.75和145.5 mg/kg)对疾病进展及焦虑相关行为的影响,并首次揭示其通过抑制海马区TLR4/MYD88/NF-κB炎症信号通路发挥作用。
研究显示,结肠炎模型成功诱导后,实验大鼠出现显著行为异常:在开放场实验中,翻正反射和理毛行为频率下降达80%,明暗箱实验中开放臂停留时间减少60%。这些神经行为学改变与海马区炎症因子IL-6和IL-1β水平升高(较对照组分别增加5倍和6.5倍)及TLR4、MYD88、NF-κB基因表达上调(幅度达3-5倍)密切相关。
经7天给药干预后,发现safranal具有剂量依赖性抗炎作用:低剂量组(72.75 mg/kg)即能将疾病活动指数(DAI)从对照组的0.00降至1.40,而高剂量组(145.5 mg/kg)DAI值更降至0.80,显著优于结肠炎模型组(3.40)。伴随炎症指标改善,焦虑样行为呈现明显逆转:高剂量组开放臂停留时间恢复至对照组的90%,翻正反射频率提升至正常水平的75%,理毛行为频率恢复至基线水平的60%。
分子机制研究揭示,safranal通过多重途径调控神经炎症:首先抑制TLR4表达(降幅达50%-80%),阻断肠道菌群代谢产物激活固有免疫的关键识别通路。其次,显著降低MYD88磷酸化水平(降幅达70%),该分子作为TLR4信号转导的核心接头蛋白,其活性抑制可有效阻断下游NF-κB核转位。实验数据显示,经safranal处理后NF-κB蛋白表达量较结肠炎组降低65%-80%,同时IL-6和IL-1β的胞内浓度下降至正常水平的60%-70%。
该研究创新性地将肠道-脑轴理论应用于植物药研究:通过建立"乙酸灌肠→肠道屏障破坏→TLR4激活→海马神经炎症→焦虑行为"的递归模型,首次证实safranal可通过调节TLR4/NF-κB信号轴,同时影响肠道菌群代谢和神经免疫应答。特别值得注意的是,实验采用实时荧光定量PCR和ELISA联用技术,建立了从行为学表现到分子机制的多维度检测体系,为植物药干预神经肠炎提供了新的研究范式。
在药理学机制方面,研究团队发现safranal通过双重途径发挥作用:一方面抑制COX-2和iNOS等炎症介质生成,另一方面促进BDNF等神经营养因子表达。这种双向调节机制在改善肠道炎症和神经认知功能方面显示出协同效应。值得注意的是,高剂量组(145.5 mg/kg)不仅优于低剂量组,其炎症抑制效果甚至接近阳性对照药物地塞米松,但未出现糖皮质激素的典型副作用。
临床转化价值方面,研究提出的"肠道菌群-神经炎症-行为异常"三级调控模型,为开发新型抗焦虑药物提供了理论依据。safranal作为天然异硫氰酸酯类化合物,其作用机制与传统抗炎药物存在本质差异:既避免抗生素导致的菌群失调风险,又通过调节神经炎症实现行为改善。这种多靶点作用特性可能解释其在高剂量下仍保持良好安全性的现象。
研究存在三方面局限:首先,未检测肠道菌群组成变化,可能影响对"肠-脑轴"机制的解释;其次,样本量较小(n=8/组),未来需扩大样本量;最后,仅观察短期(14天)效应,长期安全性及作用机制仍需深入研究。但通过建立标准化结肠炎模型,结合行为学、分子生物学和影像学检测手段,为后续转化研究奠定了可靠基础。
该成果对功能性食品开发具有指导意义:研究证实 safranal 在 doses up to 145.5 mg/kg(相当于人类等效剂量约200 mg/kg)时安全有效,且通过调节NF-κB信号轴实现双向调节作用。建议后续研究可探索safranal纳米制剂递送系统,以增强血脑屏障穿透能力,并开展多中心临床试验验证其治疗肠脑轴相关焦虑障碍的潜力。
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