单体2区6.9分: 整合微生物组-代谢组学-转录组揭示小檗碱减轻AOM/DSS诱导结肠炎相关结肠癌

【写在前面】：本期推荐的是由顺德职业技术学院医学系、宁波健康科学学院院士工作站、广东省第二中医院等研究团队合作近期发表于Biomedicine & Pharmacotherapy(IF6.9，但目前on hold状态）的一篇文章，揭示整合微生物组、代谢组学和转录组以深入了解小檗碱减轻AOM/DSS诱导的结肠炎相关结肠癌。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Integration of microbiome, metabolomics and transcriptome for in-depth understanding of berberine attenuates AOM/DSS-induced colitis-associated colorectal cancer

结肠炎相关的结肠癌（CAC），与慢性炎症和肠道微生物群失调密切相关。小檗碱（BBR）在治疗肠道疾病方面有着悠久的历史，据报道，它可以抑制结肠炎和结直肠癌。然而，其作用机制尚不清楚。本研究旨在探讨BBR对偶氮甲烷（AOM）/右旋糖酐硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎和肿瘤小鼠的潜在保护作用，并通过微生物群、基因和代谢改变阐明其潜在的分子机制。结果表明，BBR抑制肠道炎症，改善粘膜屏障功能，改善AOM/DSS诱导的结肠炎。BBR治疗显著减少了肠肿瘤的发展和肠组织ki-67的表达，同时促进了细胞凋亡。通过基于16S rRNA基因的微生物群分析，我们发现BBR治疗改善了AOM/DSS诱导的结肠炎和肿瘤小鼠的肠道微生物群失衡，其特征是有益细菌的增加，例如Akkermanisa、乳杆菌、均匀拟杆菌和酸化拟杆菌。此外，转录组分析表明，BBR调节CAC小鼠的结肠上皮信号通路，特别是通过色氨酸代谢和Wnt信号通路。值得注意的是，BBR治疗导致氨基酸代谢和微生物群衍生的SCFA代谢物富集。总之，我们的研究结果表明，肠道微生物群-氨基酸代谢-Wnt信号通路轴在维持肠道稳态方面发挥着关键作用，这可能为BBR对结肠炎和癌症的抑制作用提供新的见解。

图文摘要

【前言】

小檗碱（BBR）是一种天然存在的异喹啉生物碱，是黄连、黄柏和小檗的主要成分。BBR具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗肿瘤等特性，这在之前的研究中已有报道。此外，作为传统中医的草药成分，它已被历史证明对肠道功能具有潜在的健康促进作用。BBR通过调节肠道微生物群和代谢稳态、粪便细菌相关的胆汁酸代谢以及通过靶向IRGM1抑制炎症来缓解结肠炎。此外，据报道，BBR可以调节肠道微生物群的组成和代谢，从而抑制CRC的发展。研究还表明，BBR可以通过调节肠道炎症和肠道微生物群来预防CAC的发生。然而，BBR对CAC的抗肿瘤作用是否与其抗炎作用有关，是否与肠道微生物群有关及其机制尚不清楚。

在这项研究中，我们研究了BBR对AOM/DSS诱导的小鼠结肠炎和结直肠癌发生的治疗作用，并阐明了其潜在机制。通过对肠道微生物群、代谢组学和转录组的分析，可以系统地阐述微生物群、代谢物和基因之间的相互作用。因此，我们使用16-S rRNA基因测序来检测肠道微生物群的变化，非靶向代谢组学和靶向代谢组学（SCFA）分析来筛选差异代谢物，转录组测序来寻找差异基因，以阐明BBR治疗CAC的机制。因此，本研究的结果有助于阐明BBR的作用机制，并支持BBR可能有益于治疗CAC的可能性。

【结果部分】

1.BBR对AOM/DSS诱导的结肠炎症状和结肠炎症的影响。

2.BBR对AOM/DSS诱导的结肠炎肠道屏障的影响。

3.BBR对AOM/DSS诱导的结肠炎肠道微生物群结构的影响。

4.BBR可预防CAC晚期的肿瘤发生和生长。

5.BBR改变AOM/DSS诱导的肿瘤小鼠粪便微生物群组成。

6.前100个OTU丰度的集群热图。

7.BBR改变CAC小鼠结肠中的基因表达。

【结论与讨论】

在这项研究中，我们证明BBR治疗可以通过调节肠道微生物群的平衡来预防AOM/DSS诱导的结肠炎和结肠癌的发生。此外，BBR促进色氨酸代谢基因的富集，并下调Wnt信号通路相关基因。此外，研究发现，BBR治疗会影响粪便代谢物（尤其是氨基酸代谢）和SCFA代谢。此外，SCFA水平的变化与肠道微生物群的变化高度一致，表明肠道微生物群和代谢产物在CAC的BBR治疗中起着重要作用。我们的研究结果强调，BBR可以作为CAC患者的有效补充。

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