FSHW | 辣木叶润肠通便物质基础及其作用机制：L-苯丙氨酸

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Introduction

便秘是一种常见的消化系统疾病。每年约有11%~20%的成年人患有便秘。根据病因，便秘可分为器质性便秘和慢传输性便秘（STC）。慢传输性便秘是指除肠易激综合征外，无器质性病因、结构异常或代谢紊乱的慢性便秘。其主要临床症状包括排便次数减少、粪便干燥、排便困难和排便不尽。长期便秘可引起痔疮、肛裂等肛肠疾病并发症，增加高血压、心脑血管疾病的死亡率和结肠癌的患病率。

网络药理学为分析海量生物学数据、搭建从数据到知识的桥梁提供了新的思路和方法。作为系统分析的一种手段，网络药理学可以从多个层面研究基因、靶点和信号通路，具有潜在的现实意义。

辣木叶对健康有多种益处，包括降血脂和血糖、抗氧化、抗菌、抗癌和抗炎等。辣木叶作为一种传统药用植物，在民间常被用于缓解便秘，但其通便活性的物质基础及其作用机制仍不明确，有待进一步研究。

云南农业大学盛军教授、田洋教授等在本文以辣木叶为研究对象，利用慢传输便秘（STC）小鼠模型和网络药理学等手段，系统地探讨了辣木叶缓解便秘的潜在活性成分及其作用机制。

Results and Discussion

辣木叶水提取物（MOA) 可缓解洛哌丁胺诱导的小鼠 STC 症状

通过洛哌丁胺诱导的小鼠 STC 模型评估了 MOA 的治疗效果。与洛哌丁胺组相比，MMOA 组（600 mg/kg BW）和 HMOA 组（900 mg/kg BW）小鼠的首粒排黑便时间（FBST） 分别下降了 40.3% 和 46.3%（图1B，P＜0.01）。中、高剂量的MOA明显增加了粪便含水量（FWC）（图1E和1F）。

图1MOA对功能性便秘的缓解作用

辣木叶水提醇溶物(ASP) 是 MOA 发挥润肠通便活性的关键组分

小分子活性成分能在便秘过程中发挥重要作用。作为一种含有大量类黄酮、多酚和氨基酸的复合物，ASP 可能具有改善 STC 的潜在价值。通过动物实验，作者发现 ASP 能明显缩短洛哌丁胺诱导的 STC 小鼠的 FBST（图2A），并能增加胃肠道转运率（GTR）（图2E 和 2I），而粪便粒数（FN）和粪便质量（FW）及粪便含水量（FWC）则无明显变化（图2B-D）。

图2ASP对功能性便秘的缓解作用

基于植物广泛靶向代谢组学和网络药理学的ASP成分分析

为了探索 ASP 改善便秘的关键成分，利用网络药理学对潜在的通便信号通路进行全面分析（图3B）。重点研究了神经活性配体-受体相互作用信号通路。根据相对丰度最高且神经活性配体-受体富集靶点较多的情况，推测L-苯丙氨酸（Phe）可能是 ASP 和 MOA 在缓解便秘方面的重要成分。接下来，利用 KEGG 数据库对这些靶标进行了分析。有趣的是，这4 个潜在靶点都属于G 蛋白偶联受体（GPCR），且所有靶点都与GPCR-MLC信号通路有关。这表明Phe可能通过GPCR-MLC信号通路缓解STC（图3C）。

图3预测和分析ASP目标和信号通路

Phe能缓解洛哌丁胺诱导的功能性便秘

作者利用洛哌丁胺诱导的 STC 小鼠来观察Phe的治疗效果。与 LOP 组相比，HPhe组（高剂量Phe）的FBST显著减小（图 4A）。与 ASP 相似，Phe对FN或FW没有显著影响（图4B和 4C）。然而，Phe处理明显增加了STC小鼠的粪便含水量（FWC）（图4D和4E）。胃肠道转运试验显示了食物在整个胃肠道系统中的传播速度，尤其是蠕动频率。随着浓度剂量的增加，Phe组小鼠的胃肠转运率迅速增加，与LOP组相比明显提高（图 4F-4H）。

图4Phe对功能性便秘的缓解作用

Phe通过调节GPCR-MLC信号通路缓解功能性便秘

目前，Phe缓解便秘的机制仍未明确。通过网络药理学分析获得了Phe通便的潜在靶点，并注意到这些靶点位于GPCR-MLC信号通路。随后，通过动物实验，发现Phe可上调TACR1的 mRNA 表达（图 5A），下调肠道中的ADRA2A和ADRA2B的mRNA表达（图5C 和 5D），进而上调Calm（图 5E）和MYL9（图 5F）的 mRNA 表达，从而促进肠道收缩。

作为 P 物质（SP）的受体，TACR1在促进肠道运动方面发挥着重要作用。通过检测血清中SP的含量，发现STC小鼠血清中SP的含量明显降低（P < 0.05），而HPhe组的SP含量明显高于模型组（P < 0.05，图 5G）。平滑肌的调节MLC由MYL9（又名 MLC2）编码。MYL9在胃肠道平滑肌的收缩中发挥着重要作用。如图5H-5I 所示，洛哌丁胺处理可显著抑制STC小鼠回肠中 MYL9 的表达，而Phe处理可逆转这一变化，从而促进肠道运动。作为一种重要的神经递质，去甲肾上腺素/去甲肾上腺素（NA/NE）也是 Phe 在体内的代谢产物。去甲肾上腺素/去甲肾上腺素（NA/NE）可通过作用于其受体增加细胞内钙的浓度，从而促进肠道收缩。NA/NE 的浓度可受Phe调节，其在血清中的含量随 Phe 剂量的增加而增加（图 5J）。数据表明，Phe可通过促进胃肠道神经递质的释放，激活与肠道运动相关的运动因子，进而激活GPCR-MLC信号通路，从而促进肠道蠕动，缓解便秘症状。

图5Phe缓解功能性便秘的作用机制

Conclusion

辣木叶水提取物（MOA）具有良好的通便活性，其70%的醇溶提取物（ASP）也具有显著的通便活性（P < 0.01）。网络药理预测结果表明，L-苯丙氨酸（Phe）是 ASP 的关键化合物，可通过速激肽受体 1（TACR1）和三种肾上腺素能受体（包括α-1a（ADRA1A）、α-2a（ADRA2A）和α-2b（ADRA2B））缓解便秘。进一步的动物实验结果表明，Phe 能明显促进胃肠道蠕动。Phe可通过增强物质P（SP）的释放和上调回肠中TACR1的mRNA表达来缓解STC。重要的是，Phe还可能通过下调 ADRA2A 和 ADRA2B，上调钙调蛋白以及肠道中肌球蛋白轻链9 (MYL9) 的 mRNA 和蛋白表达，从而激活GPCR-MLC信号通路，促进肠道运动。这些结果为辣木叶和Phe在便秘中的应用奠定了基础。

第一作者简介

李思锦，硕士。云南农业大学食品科学技术学院2020级硕士研究生。主要研究方向为药食同源资源利用与开发。2022年进入滇西应用技术大学从事教学科研工作。目前主要承担滇西应用技术大学普洱茶学院本科生《功能性食品》、《食品生物化学》等课程的教学工作。

高晓余，男，1985年生，博士，副研究员，硕士研究生导师。2009年硕士毕业于云南农业大学农药学专业，2017年博士毕业于吉林大学微生物与生化药学专业。2009年参加工作，2018年进入云南农业大学从事教学科研工作。2022年入选云南省“兴滇英才支持计划”青年人才，并获得科研经费支持。主持或参与国家级和省部级项目10余项。目前主要承担食品科学技术学院本科生《食品毒理学》、《食品生物化学》等课程的教学工作；主要从事云南特色食（药）品活性成分与肠道菌群互作关系研究，熟悉本领域国际最新动态和进展，在国内外学术期刊上发表研究性论文20多篇，代表性SCI论文分别发表在mSystems, Food Science and Human wellness，Frontiers in Immunology, Applied Microbiology and Biotechnology 和Infection and Immunity等国际学术期刊。

通信作者简介

盛军，二级教授，日本大阪大学博士，原卫生部长春生物制品研究所所长、原云南农业大学校长、云南省高原特色农业产业研究院院长；现任中国微生物学会常务理事，云南省微生物学会理事长，教育部高等学校教学指导委员会委员。长期从事食药资源组学研究、功能机理解析和成果转化，在植物基食品组学、功能活性成分解析以及精准营养产品上取得系列成果。破译特色植物资源基因组，构建了国际上首个食药同源资源跨组学数据；创建跨界物种植物多酚生物合成大数据，揭示植物基食物多酚调节代谢免疫机制。建立了植物基功能组分定向发酵富集技术，创新集成工艺装备，建成普洱茶、辣木、核桃等深加工技术体系，研制系列新产品，并实现产业化推广应用，产生了显著的经济效益和社会效益。获授权专利73件，发表论文309篇（SCI论文160篇），以第一或通讯作者在Science、Nature Communications、Molecular Plant等杂志上发表论文138篇，出版学术著作4 部。获吉林省科技进步一等奖、云南省科技进步一等奖、云南省科技进步特等奖、云南省科学技术杰出贡献奖、世界茶业大会普洱茶特别贡献奖；入选云南省科技领军人才、首批国家跨世纪百千万人才工程国家级人选、全国优秀科技工作者。

田洋，教授，博士生导师，长期从事食药同源资源加工与高值化利用研究，围绕辣木、核桃、三七、铁皮石斛等生物资源，在组学数据解析与品质形成机理、功能组分与功效机制、加工理论与技术创新等领域取得系列创新性成果，构建营养健康导向的食药同源资源设计加工与高值化利用技术体系，为食药同源资源高值化开发利用提供新策略。主持建立食药同源资源开发与利用教育部工程研究中心等科研平台，获国家现代农业产业技术体系辣木产品加工岗位科学家，神农青年英才支持计划，云南省“兴滇英才支持计划”产业创新人才，云南省“兴滇英才支持计划”食药同源功能食品创新团队，云南省中青年学术和技术带头人，云南省青年科技奖，中国食品科学技术学会杰出青年奖等。主持国家自然科学基金及省重大科技专项等10余项；发表学术论文210余篇，以第一或通讯作者在Trends in Food Science & Technology、Food Hydrocolloids、International Journal of Biological Macromolecules等国际知名期刊发表SCI论文50余篇，授权国家专利65件，制定国家或行业标准6项，出版著作或教材6部；荣获云南省科技进步一等奖1项，三等奖2项，梁希林业科学科技进步三等奖1项，云南省教学成果二等奖1项。

Exploring the material basis and mechanism of

Moringa oleifera

in alleviating slow transit constipation based on network pharmacology and animal models

Sijin Lia,b,1, Xiaoyu Gaoa,b,1, Kaifeng Guob,c, Shuangfeng Liub,c, Weiqian Yangb,c, Yan Zhaod, Jun Shengc,*, Zhongbin Baie,*, Yang Tiana,b,c,*

a Yunnan Key Laboratory of Precision Nutrition and Personalized Food Manufacturing, Yunnan Agricultural University, Kunming 650500, China

b College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650500, China

c Engineering Research Center of Development and Utilization of Food and Drug Homologous Resources, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

d Department of Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

e

College of Veterinary Medicine, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

1These authors contribute equally.

*Corresponding authors.

Abstract

Moringa oleifera

have laxative effects, but their active compositions and mechanisms are not very clear thus far. To this end, we systematically explored the active components and mechanism of

M. oleifera

leaves in relieving constipation by using the slow transit constipation (STC) mouse model and network pharmacology. The results of animal experiments showed that

M. oleifera

aqueous extract (MOA) had good laxative activity, and its 70% alcohol soluble part (ASP) also showed significant laxative activity (

P

< 0.01). Network pharmacological prediction results suggested that

L

-phenylalanine (Phe) was the key compound of ASP, and it might relieve constipation through tachykinin receptor 1 (TACR1) and three kinds of adrenergic receptors, including α1A (ADRA1A), α2A (ADRA2A), and α2B (ADRA2B). Further animal experiment results showed that Phe significantly promoted gastrointestinal motility. Phe may relieve STC by enhancing the release of substance P (SP) and upregulating the mRNA expression of

TACR1

in the ileum. Importantly, Phe may also promote intestinal movement by downregulating the mRNA expression of

ADRA2A

and

ADRA2B

and upregulating the mRNA expression of

Calm

and the mRNA and protein expression of myosin light chain 9 in the ileum, thereby activating the G protein-coupled receptor-myosin light chain signaling pathway. These results lay a foundation for the application of

M. oleifera

and Phe in constipation.

Reference:

LI S J, GAO X Y, GUO K F, et al.Exploring the material basis and mechanism of

Moringa oleifera

in alleviating slow transit constipation based on network pharmacology and animal models[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(3): 9250059. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250059.

本文编译内容由作者提供

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意