肠道守护者：白头翁皂苷B4的抗炎免疫奥秘，如何通过微调微生物群和代谢物守护你的健康？

口腔溃疡（Oral Ulcer，OU）作为口腔黏膜疾病中的常见类型，其发病率呈逐年上升趋势。尽管其确切病因尚未明确，且当前尚无特效治疗方法，但OU引发的复发性疼痛和严重不适已对患者的生活质量构成显著影响。此外，该病症还可能导致饮食失衡，进而对患者的精神及心理状态产生负面作用。近年来，科研人员对OU的病因及免疫因素进行了深入研究，发现免疫功能异常是引发OU的关键因素之一。

白头翁，一种在中国拥有数百年细菌性疾病治疗历史的传统药材，其内部成分白头翁皂苷B4因丰富的含量和突出的治疗潜力，已成为药学领域研究的热点。凭借其显著的药理活性，它不仅在药物质量控制（QC）中占据重要地位，更展现出在抗肿瘤、神经保护以及抗血管生成等多方面的生物活性。

一篇名为“Pulchinenoside B4 ameliorates oral ulcers in rats by modulating gut microbiota and metabolites”的论文探讨了白头翁皂苷B4对OU患者的影响。

图1 论文首页

大鼠OU区及H&E染色结果

研究表明，模型组大鼠的OU面积相较于对照组有显著的增加（图2）（P<0.01）。其中，对照组大鼠的口腔黏膜上皮保持完整，结构清晰可见。然而，模型组大鼠的OU黏膜上皮受到损害，细胞排列显得不规则。此外，模型组大鼠的口腔黏膜还存在大量的炎性细胞膨胀和红细胞外渗现象。值得注意的是，经B4治疗后，治疗组大鼠的口腔黏膜炎症细胞膨胀得到了显著改善，且新的胶原纤维组织覆盖了受损的黏膜区域，显示出了治疗的有效性。

图2 B4可减轻口腔溃疡大鼠的炎症反应，促进溃疡愈合

B4栓剂治疗后大鼠口腔黏膜的IHC染色

此外，研究发现相较于对照组，模型组大鼠的口腔黏膜组织中CD68的表达水平呈现出显著增高的趋势（P<0.01）。然而，在接受B4治疗后，大鼠的CD68表达水平明显降低（P<0.05）。模型组大鼠的黏膜层CD68表达量相较于对照组有显著提升（图2），且口腔黏膜还出现了更多的坏死区域。相反，B4治疗组大鼠的黏膜层CD68表达水平有所降低。结果表明，CD68的高表达可能与口腔黏膜的损伤有关，而药物治疗则有助于降低CD68的表达，从而缓解口腔黏膜的损伤。

肠道微生物区系的组成分析

研究通过对肠道微生物群绘制秩-丰度曲线图，来深入分析微生物多样性。该曲线图详细展示了每个样本中每个OTU所含序列数，并且以OTU的秩为横坐标，每个OTU中的序列数为纵坐标进行了降序排列。曲线图不仅直观地呈现了物种丰富度和群落均匀度等多样性的两个关键方面，还通过曲线宽度和平滑度等参数进行了解读。

在曲线图中，物种丰富度由水平方向（x轴）上的曲线宽度来体现。当x轴上的曲线宽度越大时，说明物种丰富度越高。同时，曲线的平滑程度则反映了样本中群落的均匀性。当曲线越平滑时，意味着物种分布越为均匀。

图3展示了低剂量组与对照组的蓝色和黄色曲线。从图中可以看出，两组曲线均呈现迅速且突然下降的趋势，这反映了样品中优势菌的比例较高，而微生物群的多样性相对较低。此外，低剂量组的肠道菌群组成与对照组更为接近。

同时，OTU模型组的肠道微生物群丰度显著高于对照组。而B4组的物种丰度则呈现出增加的趋势，逐渐接近对照组的物种丰度水平。这些发现为进一步了解肠道微生物群的结构和功能提供了重要依据。

图3 对整体样本中大鼠肠道菌群的评价

在低剂量和高剂量的B4组中，物种丰度与对照组更为接近。在总共1215个相似度为97%的OTU中，对照组、OU模型组和B4处理组共享了734个OTU（图4）。此外，对照组与OU模型组之间共有22个OTU，对照组与治疗组之间共有36个OTU，而OU模型与治疗组之间共有54个OTU。这些发现均表明，对照组、治疗组和OU模型组之间的肠道微生物群存在显著的功能差异。

图4 微生物组数据分析和功能分类

经过对门、目、科、属等多个分类水平上的综合考量，对各样品肠道微生物群的构成及种丰度进行了深入剖析（图5）。通过柱状图与热图的展示，可以清晰地观察到各组肠道微生物群在门水平上的动态变化。结果显示，对照组与OU模型组之间的肠道微生物群构成存在显著的差异性。值得注意的是，在经过B4处理后，OU模型大鼠的肠道微生物群构成趋向于对照组，这表明B4在一定程度上影响了肠道微生物群的组成。

图5 生物标志物与肠道微生物群的相关性分析

利用PICRUSt预测和分析肠道微生物功能

研究者根据各功能类别的丰度，对其进行了精确的丰度计算。同时，通过运用PICRUSt工具，成功地获取了代谢途径信息，并生成了每个水平的丰度表，涵盖了三个不同的分析层面。关于COG的功能分类，其主要领域涉及碳水化合物的转运和代谢、氨基酸的转运和代谢、复制、重组和修复、翻译、核糖体结构和生物发生以及转录。通过对实验数据的深入分析，研究者发现OU大鼠的模型状态发生了显著变化，这些变化主要体现在氨基酸代谢、能量代谢、脂质转运、核苷酸代谢和转运，以及信号转导等多个方面。

代谢物与肠道微生物群的相关性分析

研究通过对丰度数据集进行Spearman相关分析，旨在评估在门、属、种水平上的差异代谢物与肠道微生物群之间的相关性。综合R值和P值的分析，可以判断代谢物与肠道微生物群之间是否存在显著的相关性。此外，研究者还采用了Spearman相关分析，对丰度数据集中的变量丰度和生物学意义进行深入探讨，以估计在门水平上双向代谢物与肠道微生物群的相关性。

皮尔逊相关分析的结果显示，部分代谢物与肠道微生物群之间存在显著的相关性，且与炎症、免疫机制和伤口愈合等生理过程紧密相关。进一步分析显示，乳酸菌和龙氏菌与鉴定化合物之间存在正相关关系，这些化合物主要来源于脂质。而肠球菌和大肠杆菌则与这些化合物呈负相关。揭示了肠道微生物群与代谢物之间的复杂关系，以及它们在维持人体健康中的重要作用。

结论

结果显示，B4展现出了显著的抗炎作用，并通过调控微生物血液免疫系统发挥治疗功效。这一发现不仅为深入理解OU病的发病机制提供了重要启示，同时也为白头翁皂苷B4药物的研发工作奠定了坚实基础。

参考文献：

Luo D, Yan L, Wang Z, Ji X, Pei N, Jia J, Luo Y, Ouyang H, Yang S, Feng Y. Pulchinenoside B4 ameliorates oral ulcers in rats by modulating gut microbiota and metabolites. Appl Microbiol Biotechnol. 2024 Apr 9;108(1):292. doi: 10.1007/s00253-024-13099-1