中药单体1区if11+西北大学: 人参皂苷Rh4调节肠道菌介导的胆汁酸代谢抑制结直肠癌

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导读

简介：肠道菌群失调正成为结直肠癌 (CRC) 发病机制的关键因素。人参皂苷 Rh4 (Rh4) 是一种从人参中分离出来的活性化合物，具有调节肠道炎症和肠道菌群失调的有益作用，但 Rh4 如何调节肠道菌群以缓解 CRC 仍未得到充分探索。

目标：我们研究了 Rh4 对 CRC 的影响及其通过调节肠道菌群抑制 CRC 的作用机制。

方法：我们使用 AOM/DSS 模型并采用转录组学、基因组学和代谢组学技术来探索 Rh4 对 CRC 的抑制作用。此外，我们采用了涉及抗生素治疗和粪便微生物群移植 (FMT) 的实验来研究肠道菌群的作用。最后，我们阐明了 Rh4 调节的关键功能性细菌和代谢物在 CRC 中的关键作用。

结果：我们的研究结果表明，Rh4修复了CRC引起的肠道屏障损伤，减轻了肠道炎症，抑制了CRC的发展。此外，Rh4以肠道菌群依赖的方式抑制CRC。Rh4增加了肠道菌群的多样性，丰富了益生菌嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila（A. muciniphila）），并缓解了CRC引起的肠道菌群失调。随后，Rh4调节了A. muciniphila介导的胆汁酸代谢。A. muciniphila通过增强7α-羟基类固醇脱氢酶（7α-HSDH）的活性来促进UDCA的产生。UDCA进一步激活FXR，调节TLR4-NF-κB信号通路，从而抑制CRC的发展。

结论：我们的研究结果证实，Rh4 通过调节肠道微生物介导的胆汁酸代谢和促进 UDCA 的产生，以肠道微生物依赖的方式抑制 CRC，从而进一步激活 FXR 受体并调节 TLR4-NF-κB 信号通路。我们的研究结果证实，Rh4 有潜力作为肠道微生物调节剂用于预防和治疗 CRC。

亮点：

1.人参皂苷 Rh4 以肠道微生物群依赖的方式抑制结直肠癌 (CRC)。

2.A. muciniphila是 Rh4 通过调节肠道微生物群抑制 CRC 的关键功能菌株。

3.熊去氧胆酸 (UDCA) 是 Rh4 通过调节 A. muciniphila 抑制 CRC 的主要介质。

4.UDCA 通过调节 FXR-TLR4-NF-κB 信号通路抑制 CRC。

论文ID

原名：Ginsenoside Rh4 inhibits colorectal cancer via the modulation of gut microbiota-mediated bile acid metabolism

译名：人参皂苷 Rh4 通过调节肠道微生物介导的胆汁酸代谢来抑制结直肠癌

期刊：Journal of Advanced Research

IF：11.4

发表时间：2024.07

通讯作者：傅容湛，朱晨辉，范代娣

通讯作者单位：西北大学

实验设计

实验结果

1.Rh4 抑制AOM/DSS处理小鼠的 CRC

在动物实验中，我们观察到 Rh4 治疗显著提高了小鼠的存活率、减轻了体重下降并缩短了结肠长度（图 1B-F）。重要的是，接受 Rh4 治疗的小鼠的结肠直肠肿瘤数量和体积比模型组小鼠要小（图 1G-H）。组织病理学分析还显示，Rh4 治疗有效减少了小鼠的黏膜糜烂、结肠组织隐窝扭曲和炎症细胞浸润（图 1I-J）。此外，Ki-67（细胞增殖标志物）的免疫染色显示接受 Rh4 治疗的小鼠结肠切片中阳性细胞数量减少，表明肿瘤恶性程度降低（图 S1）。总之，这些发现表明 Rh4 可以抑制 CRC 的发展。

2.Rh4 恢复AOM/DSS 处理小鼠的肠道屏障功能

肠道屏障功能障碍和肠道炎症是 CRC 的常见指标。因此，我们继续评估 Rh4 对肠道屏障功能的影响。Rh4 治疗显著改善了 CRC 引起的杯状细胞丢失，恢复了肠黏膜稳态（图 2A）。肠道通透性分析结果表明，Rh4 治疗显著降低了 FD4 的荧光强度，减轻了 CRC 引起的小鼠肠道通透性异常增加（图 2B）。与此一致，IHC 结果表明 Rh4 可以调节紧密连接蛋白的分布（图 S2）。进一步的WB和RT-qPCR结果显示，Rh4可以直接上调Claudin-1和E-cadherin的表达（图2C-G），从而恢复受损的肠道屏障功能并抑制脂多糖（LPS）的大量释放（图2H）。此外，我们观察到Rh4可以抑制促炎细胞因子的释放（图2I-K），并增强抗炎细胞因子的释放（图S3）。这些发现支持Rh4可以减轻CRC引起的肠道屏障功能障碍和肠道炎症。

图1 Rh4 抑制 AOM/DSS处理小鼠的 CRC。(A) 动物实验设计示意图。(B) 小鼠的生存曲线。(C) 实验期间小鼠体重变化率。(D) 小鼠的最终体重。(E) 小鼠的结肠图像。(F) 小鼠的结肠长度。(G) 小鼠结肠肿瘤数量。(H) 小鼠结肠肿瘤体积。(I-J) 使用苏木精-伊红染色 (H&E) 对小鼠结肠进行组织病理学诊断。**P < 0.01 和 ***P < 0.001。

图2 Rh4 恢复AOM/DSS处理小鼠的肠道屏障功能。(A) 小鼠结肠的过碘酸-雪夫 (PAS) 染色。(B) 通过荧光素异硫氰酸酯葡聚糖 4 (FD4) 测定肠道通透性。(C-E) 进行蛋白质印迹 (WB) 分析以测量小鼠结肠组织中肠道屏障相关蛋白 Claudin-1 和 E-cadherin 的表达水平。(F-G) 进行实时定量 PCR (RT-qPCR) 以评估小鼠结肠组织中肠道屏障相关蛋白的表达水平。(H) 酶联免疫吸附试验检测小鼠血清中脂多糖 (LPS) 的浓度。（I-K） 通过RT-qPCR 检测白细胞介素 1β (IL-1β)、IL-6 和环氧合酶-2 (COX-2) 等炎症因子的表达水平。*P < 0.05、**P < 0.01 和 ***P < 0.001。

3.Rh4 逆转AOM/DSS处理小鼠的肠道菌群失调

考虑到肠道菌群在 CRC 的发病机制中起着至关重要的作用，我们研究了 Rh4 对肠道菌群的影响。首先，聚类分析证实了 Rh4 组与正常组之间存在高度相似性（图 3A-B）。以 Shannon 和 Simpson 指数为代表的 Alpha 多样性分析显示 Rh4 组的群落丰富度和多样性发生了变化，而 Chao1 指数显示没有显著差异（图 3C-E）。以 PCA、PCoA 和 NMDS 为代表的 Beta 多样性分析显示模型组、Rh4 组和正常组之间存在分离（图 3F-H）。这些结果证实了 Rh4 对肠道菌群多样性的调节作用。其次，在门水平上，模型组显示厚壁菌门丰度增加，拟杆菌门、变形菌门和疣微菌门丰度减少，然而，Rh4 处理增加了拟杆菌门的丰度（图 3I 和图 S4A-B）。在属水平上，阿克曼菌和普雷沃菌在 Rh4 处理组中富集，而脱硫弧菌在模型组中最为丰富（图 3J 和图 S4C）。总之，我们的研究结果表明 Rh4 可逆转微生物失调，丰富益生菌丰度并消除潜在的 CRC 病原体，从而抑制 CRC。

图3 Rh4 可逆转 AOM/DSS 处理小鼠的肠道菌群失调。（A）维恩图描绘了每组中重叠的操作分类单元 (OTU)。（B）用于显示样本之间相似性的层次聚类分析。（C-E）利用 Shannon、Simpson和 Chao1 指数对肠道菌群进行 Alpha 多样性分析。（F-H）利用主成分分析 (PCA)、主坐标分析 (PCoA) 和非度量多维标度 (NMDS) 对肠道菌群进行 Beta 多样性分析。（I）微生物门级概述。（J）微生物属级概述。**P < 0.01，***P < 0.001，NS：不显著。

4.Rh4抑制CRC依赖于肠道菌群

为探究Rh4-肠道菌群串扰在预防CRC中的作用，我们进行了系统分析，包括抗生素治疗和FMT实验（图4A和图5A）。首先，我们通过16S rRNA分析确认无菌小鼠模型建立成功（图4B-C）。与未进行抗生素干预的AOM/DSS模型小鼠相比，进行抗生素干预的模型组小鼠肿瘤恶性程度降低，表现为结肠长度更长、肿瘤数量更少、肿瘤体积更小（图4D-F和图S5）。先前的研究报道，肠道菌群耗竭导致产生干扰素-γ的T细胞显着增加，而产生白细胞介素10的T细胞相应减少，因此口服抗生素耗竭肠道菌群可显着降低肿瘤负担。然而，在抗生素干预的情况下，Rh4治疗并没有进一步改善抗生素干预模型组小鼠的结肠缩短和肿瘤恶性程度（图4D-F和图S5）。这些发现强调了Rh4抑制CRC依赖于肠道微生物群。

图4 Rh4 抑制 CRC 依赖于肠道微生物群。（A）使用无菌小鼠的实验设计示意图。（B）门级每个样本的概览。（C）使用Shannon 指数对肠道微生物群进行 Alpha 多样性分析。（D）小鼠的结肠长度。（E）小鼠结肠肿瘤数量。（F）小鼠结肠肿瘤体积。***P < 0.001 和 NS：不显著。

图5 肠道菌群在 Rh4 抑制 CRC 中的关键作用。（A）粪便菌群移植 (FMT) 的动物实验设计。（B）小鼠的存活曲线。（C）小鼠的最终体重。（D）小鼠的结肠长度。（E）小鼠的结肠图像。（F）小鼠结肠肿瘤数量。（G）小鼠结肠肿瘤体积。（H-J）进行蛋白质印迹 (WB) 分析以测量小鼠结肠组织中肠道屏障相关蛋白 Claudin-1 和 E-cadherin 的表达水平。**P < 0.01 和 ***P < 0.001。

随后，我们在无菌小鼠中进行 FMT，以研究 Rh4 修饰的肠道菌群对 CRC 的直接影响。在动物实验中，从供体小鼠收集的肠道菌群被转移到受体小鼠体内（图5A）。首先，16S rRNA 测序分析证实了 Rh4 修饰的肠道菌群在无菌小鼠中成功定植。多样性分析显示，与 Model_FMT 组相比，Rh4_FMT 组的 alpha 多样性显著增加，并且 Rh4_FMT 组和 Model_FMT 组之间有明显的分离（图 S6A-D）。Rh4_FMT 组还增加了拟杆菌门和阿克曼菌的丰度，同时降低了厚壁菌门的丰度（图S6E-F），显示出与直接施用 Rh4 相似的肠道菌群结果。重要的是，Rh4_FMT 直接减轻了小鼠 CRC 引起的体重减轻和结肠缩短（图 5B-E），并减少了小鼠结肠肿瘤数量，直接抑制了 CRC 的发生（图 5F-G）。Rh4_FMT 还能抑制小鼠结肠细胞增殖，改善小鼠结肠组织的组织病理学损伤（图 S7）。此外，IHC（图 S8）、WB（图 5H-J）和 RT-qPCR（图 S9A-B）的结果显示，Rh4_FMT 可以显著上调肠道紧密连接蛋白的表达，修复肠道屏障功能损伤。此外，我们观察到 Rh4_FMT 抑制了 LPS 的大量释放（图 S9C）和促炎细胞因子的释放（图 S9D-F）。这些发现证实了 Rh4_FMT 对 CRC 具有直接抑制作用，并强调肠道微生物群是 Rh4 抑制肿瘤作用的主要因素。

4.1 A. Muciniphila 是 Rh4 修饰的肠道菌群中的关键功能菌株

为了确定在Rh4 介导的 CRC 抑制中发挥功能的关键细菌种类，我们在物种水平上研究了 Rh4 治疗对小鼠肠道菌群的影响。结果表明，Rh4 治疗显著调节有益菌和有害菌（图 6A），特别强调了 Rh4 对有益菌 A. muciniphila 的富集（图 6B）。线性判别分析效应大小 (LEfSe) 还显示 A. muciniphila 和 Verrucomicrobiaceae 是 Rh4 治疗组的标志菌（图 6C）。Rh4 和 Rh4_FMT 治疗组均表现出益生菌显著上调，包括 A. muciniphila、Barnesiella_intestinihominis、Bifidobacterium_longum（图 6D-F），以及Desulfovibrio_vietnamensis 等有害细菌的消除（图 6G），其中 A. muciniphila 最为显著。A. muciniphila 已被确定为下一代益生菌。基于此，我们推断A. muciniphila 是 Rh4 抑制 CRC 的关键功能细菌。有趣的是，我们的结果表明 Rh4 显著提高了 A. muciniphila 在体外的活力（图 6H）。A. muciniphila 与CRC 细胞共培养实验表明，A. muciniphila 可显著抑制 HCT116 和 CT26 细胞增殖，而 Rh4 可增强 A. muciniphila 的抗癌能力（图 6I-J）。更重要的是，A. muciniphila 和Rh4 均不影响 NCM460 正常结肠上皮细胞中正常细胞的生长（图 6K）。总之，这些发现证实了 A. muciniphila 是 Rh4 修饰的肠道菌群中的关键功能菌株，有助于抑制 CRC。

图6 A. muciniphila 是 Rh4 改变的肠道菌群中的关键功能菌株。(A) 模型组与 Rh4 组在物种水平上物种差异的 Kruskal-Wallis 检验结果。(B) 正常组、模型组与 Rh4 组之间 A. muciniphila 的 Kruskal-Wallis 检验结果。(C) 线性判别分析效应大小 (LEfSe) 分析以识别各组间差异丰富的细菌类群（线性判别分析得分 > 4）。(D-G) Akkermansia muciniphila、Barnesiella_intestinihominis、Bifidobacterium_longum 和 Desulfovibrio_vietnamensis 的相对丰度。(H) 在厌氧条件下用Rh4 或空白处理 A. muciniphila48 小时，然后通过测量 600 nm 处的浊度来分析细菌生长情况。(I) HCT116 细胞与 A. muciniphila 和A. muciniphila + Rh4 共培养时的生长曲线。(J) CT26 细胞与 A. muciniphila 和 A. muciniphila + Rh4 共培养时的生长曲线。(K) NCM460 细胞与 A. muciniphila 和 A. muciniphila + Rh4 共培养时的生长曲线。*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001，NS：不显著。

5.UDCA 通过调节 A. Muciniphila 充当 Rh4 抑制结肠肿瘤发生的主要介质

鉴于肠道细菌通常通过代谢物影响宿主健康和疾病进展，肠道微生物代谢物充当肠道微生物群和宿主之间通讯的中介，我们采用非靶向代谢组学分析研究 Rh4 对 CRC 小鼠肠道微生物代谢物的影响。PLS-DA 图的得分图显示正常组、模型组和 Rh4 组之间存在明显分离（图 7A 和图 S10A）。对OPLS-DA 模型进行的置换检验证实了其可靠性（图 S10B）。随后，我们对差异代谢物表达水平进行了火山图和热图聚类分析。与模型组相比，Rh4 显著上调了有益代谢物，包括 UCDA、牛磺脱氧胆酸 (TUDCA)、7-酮石胆酸和 L-异亮氨酸 (图 S10C-D)。相反，胆酸(CA)、脱氧胆酸 (DCA)、2,6-吡啶二羧酸和肉豆蔻酸等代谢物显著下调 (图 S10C-D)。此外，我们观察到Rh4 和 Rh4_FMT 显著调节的代谢物主要与 BA 相关 (图 7B-C)。此外，基于 KEGG富集分析，我们揭示了 Rh4 和 Rh4_FMT 调节的主要途径是胆汁酸生物合成途径 (图 7D-E)。值得注意的是，BA 与 CRC 密切相关，而 UDCA 已被批准作为原发性胆汁性胆管炎的标准疗法，并在先前的研究中显示出改善 IBD 患者生长障碍的潜在益处。在我们的研究结果中，我们还观察到 Rh4 和 Rh4_FMT 显著上调 UDCA，同时下调有害的 CA（图 7F-H）。因此，我们暂时得出结论，UDCA 可能是 Rh4 调节肠道菌群抑制 CRC 的主要介质。接下来，我们探讨了关键功能细菌 A. muciniphila 与主要介质 UDCA 之间的关系。A. muciniphila 与UDCA 表现出很强的正相关性（图 7I）。在含有1g/L CDCA的培养基中培养A. muciniphila时，A. muciniphila通过提高7α-羟基类固醇脱氢酶（7α-HSDH）的活性，促进鹅去氧胆酸（CDCA）向UDCA的转化。此外，Rh4的加入进一步增强了7α-HSDH的活性，促进了初级BA向次级BA的转化（图7J）。此外，我们靶向分析了补充了A. muciniphila的小鼠粪便中的BA，结果显示A. muciniphila治疗可提高UDCA的水平，同时降低有害的DCA和石胆酸（LCA）的水平（图7K）。随后，UDCA与CRC细胞共培养的结果表明，CT26和HCT116体外的增殖和集落形成受到UDCA的抑制，有效抑制了肿瘤细胞的生长（图8A-C）。同样，UDCA 也表现出抑制体内结肠肿瘤生长的能力，从而减轻小鼠的肿瘤负担（图 8D-F）。此外，针对 CD8 + T 细胞的免疫荧光分析显示，用 Rh4 和 UDCA 治疗可以激活CD8 + T 细胞抗肿瘤免疫反应，其中 UDCA 治疗表现出更强的抗肿瘤免疫反应（图 S11）。这些发现共同证实了 UDCA 通过调节 A. muciniphila 对 Rh4 抑制 CRC 的重要作用。

图7 UDCA 通过调节 A. muciniphila充当 Rh4 抑制 CRC 的主要介质。(A) 正常组、模型组和 Rh4 组之间的偏最小二乘判别分析 (PLS-DA) 得分图。(B-C) 代谢物-代谢物关系对的相关性和弦图，斯皮尔曼相关性 P < 0.05。(D-E) 基于京都基因与基因组百科全书 (KEGG) 数据库的差异代谢物的代谢途径富集分析。(F-H) 熊去氧胆酸 (UDCA)、牛磺去氧胆酸 (TDCA) 和胆酸 (CA) 的浓度。(I) A. muciniphila 与 UDCA 之间的相关性。(J) A. muciniphila 对 7-HSDH 酶活性的影响，从而促进 UDCA 的产生。(K) A. muciniphila 对小鼠粪便胆汁酸的影响。*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001，且 NS：不显著。

图8 UDCA通过FXR-TLR4-NF-κB信号通路抑制CRC。(A)经UDCA处理的CRC细胞系中菌落形成的代表性图像。(B-C)经UDCA处理的HCT116和CT26的细胞生长曲线。(D)荷瘤小鼠模型的动物实验设计。(E-F)经UDCA处理的小鼠的肿瘤生长情况。(G)转录组分析的主成分分析(PCA)得分图。(H)模型组和Rh4组之间差异表达基因的火山图。(I)京都基因与基因组百科全书(KEGG)对抑制结肠肿瘤发展的潜在分子信号通路和Rh4调控基因的富集分析。(J-K)蛋白质印迹(WB)分析FXR-TLR4-NF-κB信号通路相关蛋白的表达。**P < 0.01 和 ***P < 0.001。

6.UDCA通过FXR-TLR4-NF-κB信号通路抑制结肠肿瘤发生

我们通过转录组测序探讨Rh4调控UDCA的抗癌机制。首先，Rh4治疗显著调节与癌症相关的主要信号通路，特别是TLR信号通路、NF-κB信号通路和胆汁分泌通路（图8G-I）。此外，对显著富集的信号通路中差异表达蛋白的定量分析发现，在模型小鼠中TLR4蛋白显著上调，P65磷酸化过度。然而，补充Rh4和Rh4_FMT显著抑制了TLR4蛋白的表达，并将P65的磷酸化恢复到正常水平（图S12）。鉴于法呢醇X受体（FXR）是BA的核受体，越来越多的证据支持FXR在人类肿瘤发生中的关键作用。我们的结果表明，Rh4 和 Rh4_FMT 可以激活FXR 受体并抑制 TLR4-NF-κB 信号通路（图 S12）。我们的研究结果表明，UDCA 治疗还上调了 FXR 并抑制了 TLR4 的蛋白质表达，并抑制了 P65 的过度磷酸化（图 8J-K）。总之，我们的结果证实了 UDCA 是 Rh4 通过调节 A. muciniphila 抑制结肠癌发生的关键介质。此外，UDCA 通过激活 FXR 抑制 TLR4 信号通路发挥其抑制作用，从而抑制 CRC。

CRC 是一种常见的消化道癌症，对人类健康构成严重威胁。越来越多的临床和实验证据表明，肠道菌群在 CRC 的发病机制中起着重要作用。操纵肠道菌群被认为是治疗 CRC 的一种非常有前途的策略。虽然我们之前已经证明 Rh4 可以调节肠道菌群失衡并抑制 CRC 细胞的生长，但其机制仍未完全了解。为了弥补这一知识空白，我们采用了系统的方法探索 Rh4 和肠道菌群在 CRC 预防和治疗中的相互作用。

在我们的研究中，我们采用了使用 AOM/DSS 诱导的 CRC 模型，进行了常规小鼠实验、抗生素治疗和 FMT 实验。最终，我们最终证明 Rh4 显着减轻了肿瘤负担并以微生物群依赖的方式促进了肠道屏障功能的恢复，从而有效抑制了 CRC 的发展。当黏膜屏障被破坏时，共生微生物和病原体可侵入黏液层，使宿主更容易患上CRC，我们的研究结果显示，模型组小鼠的肠道屏障功能受损，同时 E-cadherin 和 Claudin-1 蛋白表达也降低。Rh4 和 Rh4_FMT 治疗均提高了与屏障功能相关的蛋白质的表达，强调了它们对肠道屏障功能的有益影响。然而在无菌小鼠中，虽然抗生素减轻了肿瘤负担，但 Rh4 未能进一步抑制疾病恶性程度。这些研究结果进一步强调 Rh4 以肠道微生物群依赖的方式抑制 CRC 并促进肠道屏障功能的恢复。

鉴于肠道菌群已成为 CRC 机制中的关键参与者，我们分析了 Rh4 对肠道菌群的影响以及肠道菌群对 Rh4 介导的 CRC 抑制的影响。我们的结果表明，Rh4 可缓解肠道菌群失调。值得注意的是，Rh4 增加了共生益生菌的丰度，例如A. muciniphila、Bifidobacterium_longum、Odoribacter splanchnicus 和 Barnesiella intestinihominis。另一方面，Rh4显著减少了潜在的致病菌种，例如 Alistipes、Allobacullum、Rikenellaceae、Desulfovibrionaceae 和Oscillibacte。更重要的是，Rh4 和 Rh4_FMT 在肠道菌群调节方面表现出相似的结果，尤其强调了 A. muciniphila 的丰富。新兴证据表明益生菌可能成为恢复肠道屏障功能、平衡免疫反应、缓解肠道炎症甚至减轻 CRC 的有前途的操控者。我们对显著上调的 A. muciniphila 进行的功能研究表明，A. muciniphila 可以显著抑制 CRC 细胞的生长，而 Rh4 可以增强其抗癌能力。A. muciniphila 已成为一种有前途的下一代益生菌，具有潜在的临床应用价值，尤其是在预防和治疗糖尿病、肥胖症和癌症等疾病方面，最近的研究证实，A. muciniphila 通过其膜磷脂刺激人体免疫细胞分泌特定细胞因子。此外，它调节树突状细胞的活化阈值并调节随后的免疫反应。此外，A. muciniphila 分泌的 Amuc_2172 被证明可以通过刺激热休克蛋白的产生和增强细胞毒性 T 淋巴细胞介导的免疫反应来重塑肿瘤微环境。此外，Barnesiella intestinihominis 能够刺激 CD8+ T 细胞和 Th1 细胞的积累，从而促进环磷酰胺诱导的抗癌免疫。Odoribacter splanchnicus 诱导正常和无菌小鼠 Th17 细胞分化，并对结肠炎和 CRC 表现出显著的保护作用。在未来的研究中，我们计划继续研究这些功能。总的来说，Rh4至少在一定程度上通过增加益生菌的丰富度和消耗潜在的 CRC 病原体来抑制 CRC，特别强调了 A. muciniphila 的富集。

越来越多的证据表明，肠道微生物介导的代谢物是宿主-微生物串扰中的关键信号分子。例如，BAs是胃肠道的关键成分，连接肠道菌群和肝脏和肠道代谢。早期研究表明高脂饮食与粪便BA水平呈正相关；因此，在CRC患者和患CRC高风险的健康个体的粪便中检测到了高水平的BA。在我们的研究中，粪便代谢组学数据表明，Rh4和Rh4_FMT均显着调节BA生物合成途径并上调有益的次级BA，例如UDCA和TUDCA。Spearman相关性分析表明，UDCA水平与A.muciniphila丰度呈强正相关。前期研究表明，A.muciniphila能够促进肝细胞将初级胆汁酸CDCA转化为牛磺鹅去氧胆酸（TCDCA），从而通过胆汁酸受体TGR5抑制促炎因子的表达，进而减轻全身炎症反应。本研究还证实了A.muciniphila对胆汁酸代谢的影响。体外研究证实A.muciniphila可以通过提高7α-HSDH活性来促进CDCA转化为UDCA，从而提高UDCA的水平。作为重要的次级胆汁酸，UDCA主要起抗胆汁淤积剂的作用，是自身免疫性胆道疾病患者的主要治疗选择。本研究证明UDCA在体内和体外均直接抑制CRC。综上所述，这些结果表明Rh4以肠道菌群依赖的方式调节胆汁酸代谢，尤其注重对有益的UDCA的调节，从而抑制CRC。

此外，UDCA是一种 FXR 激动剂，研究表明 FXR 受体是 BA 稳态的关键哨兵，并且 FXR 影响 CRC 的发展。在临床研究中，研究者在CRC 患者中观察到 FXR 表达降低，在这些患者中，肿瘤中的 FXR 水平与 CRC 的严重程度呈负相关。在 AOM/DSS 诱导的炎症相关 CRC 小鼠模型中，研究者已证明使用 FXR 激动剂治疗可有效降低结肠黏膜溃疡和腺癌的发生率。抑制 FXR 活性会进一步加剧 CRC，而FXR 激动剂 GW4064 可以增强 CRC 的抗 PD-L1 免疫治疗。与这些早期发现一致，我们的结果还表明 Rh4 调节 UDCA 并激活 FXR 发挥作用以抑制肿瘤。此外，IBD中的研究证实，NF-κB过表达可抑制FXR活性，表明NF-κB参与了FXR活性的调控。FXR还通过抑制肝细胞中的STAT3和NF-κB炎症通路来抑制肝内炎症的发生，从而抑制肝细胞癌。在我们的结果中，转录组数据和WB数据显示Rh4显着调节与炎症相关的通路，包括TLR和NF-κB信号通路。这些发现表明Rh4以肠道菌群依赖的方式调节胆汁酸代谢，促进有益的UDCA的产生。它进一步激活FXR，调节与炎症相关的TLR4信号通路，促进肠道屏障功能的修复，并抑制CRC。

结论

总之，我们的研究结果表明Rh4通过肠道菌群介导的对UDCA的调节对CRC产生抑制作用。UDCA 进一步激活 FXR 并调节 TLR4-NF-κB 信号通路，有效促进肠道屏障损伤修复并减少炎症因子表达，从而抑制 CRC。我们的研究强调 Rh4 可以作为肠道菌群的调节剂，以肠道菌群依赖的方式对 CRC 发挥抑制作用。这些发现为开发用于预防和治疗 CRC 的新型天然药物提供了新的见解。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123224002650

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