西南林大揭秘：滇黄芩神奇力量，一键解锁NLRP3/ASC/caspase-1轴，重塑NASH大鼠肠道健康与代谢平衡！

非酒精性脂肪性肝炎（NASH）是非酒精性脂肪肝疾病（NAFLD）三种典型病理亚型中一种更严重的形式，NLRP3炎症小体可能在NASH的预防和治疗中发挥关键作用，研究发现，NLRP3炎症小体可以识别肠道细菌及其代谢物，发挥肠道免疫功能，从而保护肠道。

此外，肠道菌群在维持组织稳态和肠道通透性方面发挥着至关重要的作用。值得注意的是，NAFLD/NASH患者的肠道通透性有所增强，这导致一些炎症因子如IL-1β、TNF-α、IL-6等更容易穿透肠道外组织，进而引发炎症反应。

滇黄芩（SA）作为一种重要的中药材，其主要成分黄酮类化合物具有显著的抗菌、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤以及保护心血管等多重功效。研究表明，SA中的总黄酮类化合物对于肝损伤具有明显的保护作用。

日前，一篇名为“The alleviating effect of Scutellaria amoena extract on the regulation of gut microbiota and its metabolites in NASH rats by inhibiting the NLRP3/ASC/ caspase-1 axis”的论文探究了SA提取物对NASH大鼠代谢产物及肠道微生物群的调节作用。

图1 论文首页

SA降低了HFD诱导的NASH大鼠的体重和肝脏指数

研究探讨了SA对大鼠体重和肝脏影响的具体机制。结果表明，实验期间，对照组（CON）与模型组（MOD）的体重均呈现出稳定增长的态势。其中，MOD组的体重相较于CON组存在显著差异，呈现出显著增高的趋势（p＜0.001）。

给予水飞蓟宾（SB，阳性药物对照）和SA药物处理两周后，各组大鼠的体重增长速度有所放缓。实验结束时，SB组、SA高剂量组（SA-H）及SA低剂量组（SA-L）的体重均低于MOD组（p<0.001）（图2A）。

此外，MOD组的肝脏指数亦呈现出显著增高的趋势（p<0.001），SA药物干预则有效逆转了这一不良变化（图2B）。在肝脏病理分析中，MOD组的肝细胞边缘模糊，细胞质内存在大量液泡，脂肪细胞体积增大，肝脂肪变性程度严重。相较于MOD组，SA处理组在肝细胞液泡数量和肝体积方面均有所减少，且肝脂肪变性状况得到了显著改善（图2C）。

综上所述，SA提取物能够有效减轻HFD诱导的NASH大鼠体重，抑制肝肿大现象，并显著改善肝损伤状况。

图2 各组间的表型变化

SA调节NASH大鼠的脂质代谢、天冬氨酸转氨酶（AST）和丙氨酸转氨酶（ALT）

肝脏作为脂质代谢的核心器官，在NAFLD/NASH大鼠中，随着病情严重性的加剧，其脂质代谢水平亦呈现上升趋势，而AST与ALT是衡量肝脏损伤程度的关键指标。相较于CON组，实验组大鼠肝脏及血清中的AST、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C）、总胆固醇（TC）以及ALT水平均显著上升（p＜0.001），而高密度脂蛋白（HDL-C）水平则显著降低（p＜0.001）。

给予SA给药后，实验大鼠肝脏和血清中的TG、AST、TC、ALT以及LDL-C水平均出现显著下降（p＜0.001），与此同时，HDL-C水平则呈现出显著的上升趋势（p＜0.001）（图3A–L）。数据表明，SA能够有效地调节由高脂饮食（HFD）诱导的NASH大鼠体内的脂质代谢紊乱现象，进而有效减轻其肝损伤程度。

图3 各组间血清、肝脂质代谢及肝损伤指标

SA减轻NASH大鼠炎症细胞因子

通过抑制NLRP3炎症小体的激活，可显著减轻肝脏炎症反应并改善NASH的病理状况。研究采用ELISA方法对与NLRP3相关联的炎症因子进行了检测。结果表明，相较于CON组，MOD组的IL-18、pro-IL-18、proIL-1β、IL-1β、IL-6、TGF-β、TNF-α、ASC、caspase-1以及NLRP3等炎症因子的水平均显著上升（p<0.001）。然而，给予SA干预后，NASH大鼠体内pro-IL-1β、IL-1β、NLRP3、IL-6、TGF-β、TNF-α、pro-IL-18、IL-18、caspase-1以及ASC等炎症因子的升高趋势得到了显著缓解（p<0.001）（图4A–J）。这进一步证实，SA能够有效降低由HFD诱导的NASH大鼠肝脏中与NLRP3炎症小体相关的炎症因子水平。

图4 各组间的肝脏炎症水平

SA在NASH中抑制NLRP3/ASC/caspase-1轴

研究采用免疫组织化学方法对NASH大鼠进行了深入分析，旨在探究SA对NLRP3炎症小体的潜在抑制作用（图5A-E）。与CON组相比，MOD组中的caspase-1、IL-1β、IL-18、ASC以及NLRP3的阳性表达均呈现出显著上升的趋势（p＜0.001）。然而，经SA提取物处理后，上升趋势得到了逆转（p＜0.01）。此外，SA能够有效抑制caspase-1、NLRP3、IL-18、ASC以及IL-1β的水平升高，从而充分证明SA对NLRP3炎症小体的激活具有良好的抑制作用。

图5 免疫组化分析SA对ASC、caspase-1和NLRP 3蛋白表达的影响

为进一步深入理解NLRP3激活对NASH的具体影响机制，研究借助RT-qPCR技术（图6A–C）和蛋白质印迹分析方法（图6D-E）对NLRP3、ASC和caspase-1的表达进行了精确测量。与CON组相比，NASH大鼠肝组织中的NLRP3、ASC和caspase-1的表达水平均显著上升。然而，给予SA治疗后，这些过表达现象得到了显著抑制，进一步证实了SA对NASH大鼠NLRP3激活的抑制作用，有助于改善肝肿大、炎症以及肝脂肪变性等病理表现。

图6 NLRP3/ASC/caspase-1炎症小体信号通路激活对NASH的影响

SA恢复HFD诱导的NASH大鼠紊乱的肠道微生物组

在门水平上（图7B），与CON组相较，MOD组的厚壁菌门相对丰度呈现出显著增长态势（p＜0.001），而SB组和SA组则呈现下降态势。在MOD组中，拟杆菌的相对丰度相较于CON组显著降低（p<0.001），但SB组和SA组的相对丰度则显著上升（p<0.05）（图7C）。此外，MOD组的厚壁菌门与拟杆菌门的比率（F/B）相较于CON组呈现出增长趋势（p<0.001）。然而，与MOD组相比，SB组和SA组的F/B比率则显著降低（p<0.001）（图7D）。

图7 维恩图和各组肠道微生物群的门水平

在科水平上（图8A），与CON组相较，MOD组中的颤螺旋菌科、毛螺菌科及丹毒丝菌科的相对丰度呈现出显著的增长趋势（p<0.05，p<0.001）。进一步对比MOD组，SB和SA两组中丹毒丝菌科（均p<0.01）、颤螺旋菌科（SB组p<0.05）以及乳杆菌科的相对丰度均呈现明显降低（p<0.001）（图8B-D）。

此外，与CON组相比，MOD组中Muribaculaceae和消化链球菌科的相对丰度显著减少（p<0.001）。与MOD组相比，SB组和SA组中Muribaculaceae（p＜0.001）及消化链球菌科的相对丰度则显著上升（p＜0.05）（图8E-F）。表明SA具有改善NASH大鼠肠道菌群组成的能力。

图8 在科水平上的肠道微生物群

在属水平上（图9A），与CON组相较，MOD组中unclassified f Lachnospiraceae、Ruminococcus torques group、Blautia、UCG-005、Collinsella、Christensenellaceae R-7 group、Faecalibaculum以及NK4A214 group的丰度呈现出显著的增长趋势（p<0.001）。相较之下，在SA和SB组中，这些细菌的相对丰度则表现出明显的下降趋势（p＜0.001）。

另外，从CON组到MOD组，拟杆菌(p＜0.001)和norank_f_Muribaculaceae的相对丰度均呈现出显著的降低趋势（p＜0.001）。然而，在SA和SB组（图9B-K）中，这些微生物的相对丰度相较于MOD组均有所上升（p<0.001）。

图9 各组的肠道微生物群丰度

结论

研究表明，SA可通过抑制NLRP3/ASC/caspase-1轴来缓解NASH，从而调节肠道微生物平衡和代谢紊乱。

参考文献：

Lin YP, Fang QL, Fu SN, Li XP, Shi R, Du CH, Qiao X, Yin XQ, Zeng YC, Zhao XJ, Hua Y. The alleviating effect of Scutellaria amoena extract on the regulation of gut microbiota and its metabolites in NASH rats by inhibiting the NLRP3/ASC/caspase-1 axis. Front Pharmacol. 2023 Nov 7;14:1143785. doi: 10.3389/fphar.2023.1143785