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Phytomedicine (1区-TOP) I 红花逍遥片破解PMS多维病机:从入血成分到肠道菌群,揭示中药复方“双通路”调控 (李后开-上海中医药大学)

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2026年4月5日,上海交通大学医学院附属上海儿童医院、上海中医药大学药学院李后开团队联合中国中医科学院中药研究所张彦琼团队、上海中医药大学药学院郑宁宁团队、澳门大学中药质量研究国家重点实验室万建波团队等在Phytomedicine中科院1区-TOP期刊,IF=8.3)在线发表题为 “Mechanistic study on the holistic actions of Hong-Hua-Xiao-Yao Tablet in alleviating premenstrual syndrome in rats” 的研究论文。


该研究围绕上市中成药红花逍遥片(Hong-Hua-Xiao-Yao Tablet, HHXYT) 改善经前综合征(PMS)的作用机制展开,综合运用血清代谢组学组织特异性转录组学16S rRNA测序含药血清药效验证入血成分分析离体肠菌共培养伪无菌动物模型,系统阐明红花逍遥片通过“入血成分直接发挥药效”与“肠道菌群介导间接转化”双重机制改善PMS的整体作用模式。

经前综合征是一类与月经周期密切相关的神经内分泌紊乱性疾病,患者常表现为焦虑、抑郁、易怒、情绪波动等精神症状,同时伴随乳房胀痛、头痛、腹胀、肌肉疼痛等躯体不适。由于PMS病因复杂,涉及神经、内分泌、免疫炎症、代谢及肠道菌群等多个层面,传统单一靶点干预往往难以全面解释其发病机制,也难以充分体现中药复方的整体调节优势。红花逍遥片源于经典方逍遥散,由竹叶柴胡、当归、白芍、白术、茯苓、薄荷、红花、皂角刺、甘草等九味药组成,临床上已用于PMS治疗,但其药效物质基础和系统作用机制长期不够清晰。

本研究首先从整体层面对红花逍遥片的调控网络进行解析。研究团队通过血清代谢组学结合卵巢、子宫和海马组织转录组学发现,红花逍遥片能够显著调节PMS大鼠体内异常的代谢谱和靶器官基因表达谱,主要涉及葡萄糖-6-磷酸代谢、鞘脂代谢、甘油磷脂代谢等关键通路。这说明红花逍遥片并非只针对某一个症状或单一器官发挥作用,而是通过代谢—转录—靶器官联动的方式,协同改善PMS相关的神经内分泌失衡、炎症反应和机体代谢紊乱。

在“直接药效”层面,研究进一步发现,红花逍遥片含药血清可特异性抑制小胶质细胞的神经炎症反应,而对其他PMS相关细胞的抑炎作用相对有限。成分分析显示,红花逍遥片入血成分中以甘草来源化合物占比较高,其中 甘草酸、18β-甘草次酸、甘草苷和甘草素 等成分能够显著抑制小胶质细胞炎症反应。由于焦虑、抑郁、情绪波动等PMS核心症状与神经炎症密切相关,这一结果提示:红花逍遥片中的部分入血活性成分可能通过直接进入循环并作用于中枢炎症相关细胞,从而缓解PMS的情绪和神经行为异常。

更值得关注的是,研究发现方中君药竹叶柴胡相关入血原型成分并不明显,这提示其疗效可能并不主要依赖“直接入血”,而是通过肠道菌群代谢转化等间接机制发挥作用。为验证这一假设,研究团队进一步开展16S rRNA测序、伪无菌动物模型和离体肠菌共培养实验。结果显示,红花逍遥片能够改善PMS大鼠肠道菌群紊乱,使菌群结构向正常状态回归;当肠道菌群被抗生素削弱后,红花逍遥片改善雌激素水平、海马神经元损伤和行为学异常的效果也随之减弱,说明肠道菌群至少部分参与了红花逍遥片的治疗作用。

在机制深化方面,研究进一步证明,经过肠道菌群代谢后的红花逍遥片可在细胞层面缓解炎症、氧化应激和激素失衡。具体而言,菌群代谢后的红花逍遥片能够降低炎症因子表达,改善KGN细胞中的氧化应激状态,并对FSH、LH等激素相关指标产生调节作用。这一发现将红花逍遥片的作用机制从“药物—宿主”拓展为“药物—菌群—宿主”三方互作模式,也更符合中药复方多成分、多靶点、多环节协同干预疾病的特点。

该研究的亮点在于,它没有简单停留在“某几个成分对应某几个靶点”的线性解释,而是从整体药效出发,将入血成分、神经炎症、代谢重编程、靶器官转录调控和肠道菌群转化整合到同一研究框架中。研究明确提出红花逍遥片改善PMS存在两条互补路径:一方面,部分入血活性成分可直接抑制小胶质细胞神经炎症;另一方面,未被直接吸收的成分可通过调控和依赖肠道菌群,进一步影响炎症、氧化应激和激素稳态。

总体来看,这项研究为红花逍遥片治疗PMS提供了系统性的现代药理学证据,也为中药复方机制研究提供了一个较好的范式:既要关注“入血成分”的直接药效,也不能忽视“未入血成分”经肠道菌群转化后的间接贡献。未来,围绕红花逍遥片关键活性成分、菌群代谢产物以及“肠—脑—卵巢/子宫轴”的深入研究,有望进一步推动PMS治疗从经验用药走向机制明确、靶点清晰、物质基础可追溯的精准干预。

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摘要

背景:经前综合征(PMS)是一种周期性神经内分泌紊乱,可对全球女性的身心健康造成不良影响。红花逍遥片(HHXYT)是一种已上市的中成药,临床上对PMS具有明确治疗作用。然而,由于PMS本身及HHXYT组成均极为复杂,其潜在机制仍缺乏清晰认识。

目的:阐明HHXYT改善PMS的系统性作用机制。

方法:本研究采用血清代谢组学与组织特异性转录组学相结合的整合策略,识别HHXYT影响的关键代谢通路;同时利用16S rRNA基因测序评估肠道菌群组成。研究还通过体外实验评价其在PMS相关细胞中的抗神经炎症作用,并进一步验证入血成分的生物活性。肠道菌群的作用则通过离体培养和伪无菌模型进一步探究。

结果:HHXYT影响血清代谢物谱及靶器官转录谱,主要涉及葡萄糖-6-磷酸代谢、鞘脂代谢和甘油磷脂代谢,从而改善PMS的全身性症状。此外,HHXYT含药血清可特异性抑制小胶质细胞神经炎症,而不影响其他PMS相关靶细胞。随后,研究鉴定出62种入血成分,主要来源于甘草(GC,36种化合物)。其中,4种来源于甘草的化合物——甘草酸、18β-甘草次酸、甘草苷和甘草素——显著抑制小胶质细胞神经炎症。值得注意的是,君药竹叶柴胡来源的入血成分未被检测到,提示其治疗作用可能通过涉及肠道菌群代谢的间接机制实现。通过离体培养和伪无菌模型,研究进一步发现肠道菌群部分介导了HHXYT的治疗效益,且HHXYT有助于维持肠道菌群稳态。此外,研究还观察到经肠道菌群代谢后的HHXYT有助于缓解炎症、氧化应激和激素失衡。

结论:本研究从整体层面揭示了HHXYT抗PMS作用背后的双重机制,即直接生物活性与菌群依赖效应,强调了宿主—菌群相互作用在中药作用发挥中的重要性。

关键词:红花逍遥片;经前综合征;代谢组学;转录组学;肠道菌群;入血成分。


01

研究背景及科学问题

经前综合征(PMS)是一种影响育龄女性的周期性神经内分泌紊乱,主要表现为情绪波动、焦虑、易怒和抑郁等情绪症状,同时伴有乳房胀痛、头痛、腹胀和肌肉疼痛等躯体表现。这些症状通常出现在黄体期,并在月经来潮后缓解。PMS的发病机制目前尚未完全阐明。因此,常规治疗多集中于激素调节,但其疗效往往难以持续。红花逍遥片(HHXYT)是在经典方逍遥散基础上优化形成的制剂,由九味中药组成,包括竹叶柴胡、当归、白芍、白术、茯苓、薄荷、红花、皂角刺和甘草。该药是临床批准用于PMS管理的中成药。尽管临床证据支持其有效性和安全性,但其药理机制与药效物质基础仍不清楚。

中药复方的作用通常由多成分之间的相互作用介导,并通过多种通路发挥效应。口服中药既可通过被吸收入血的成分发挥药理作用,例如进入体循环后直接调节宿主生理功能的黄酮类和萜类化合物;也可通过难以吸收的成分发挥作用,例如皂苷和多糖等。这类成分可能通过与肠道菌群相互作用而产生效应。一方面,未被吸收的成分可调节肠道菌群的组成和代谢活性;另一方面,其中部分成分也可被肠道菌群代谢,生成新的生物活性分子,或促进其吸收。鉴于中药、肠道菌群和宿主之间存在复杂互作,阐明中药整体作用需要采用多维度策略,同时考虑吸收成分的直接作用,以及未吸收成分在肠道中的作用。

鉴于PMS机制和HHXYT成分均具有高度复杂性,本研究在前期已经验证HHXYT对PMS模型疗效的基础上,采用多组学方法系统解析HHXYT治疗PMS的整体机制。研究首先进行非靶向代谢组学、转录组学和16S rRNA基因测序,系统评估HHXYT处理后PMS大鼠血清代谢、组织特异性转录改变以及肠道菌群组成变化。随后,研究在相关靶细胞中检测HHXYT代表性入血成分的直接作用,并通过肠道菌群与HHXYT成分的离体共培养探索微生物生物转化的作用。结果表明,HHXYT通过多维方式缓解PMS症状,包括调节神经内分泌通路、炎症反应以及部分依赖肠道菌群的生物转化,突出体现了HHXYT对PMS综合征的整体调控作用。

02

重要发现及亮点

HHXYT通过改变代谢组学和多组织转录组学特征改善PMS

HHXYT改善大鼠PMS的疗效已经得到验证。为覆盖PMS症状的广泛谱系,研究对血清样本进行代谢组学分析,并对卵巢、子宫和海马组织进行转录组学分析。该策略用于刻画PMS大鼠在有无HHXYT干预条件下的综合变化,实验流程见图1A。

基于LC-MS和GC-MS的非靶向代谢组学整合分析显示,血清样本中存在六类主要代谢物,包括溶血磷脂酰胆碱(LPC)、磷脂酰胆碱(PC)、氨基酸、有机酸、胺类和碳水化合物。偏最小二乘判别分析(PLS-DA)显示,各组之间的代谢谱存在可辨别差异。值得注意的是,HHXYT处理组呈现向对照组代谢模式移动的趋势,提示PMS诱导的代谢紊乱得到部分恢复。对照组与模型组之间共鉴定出114种差异代谢物,其中49种上调、65种下调;模型组与HHXYT组之间鉴定出42种差异代谢物,其中37种上调、5种下调。差异代谢物富集的主要功能通路涉及氮代谢,以及苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成。对组织转录组谱(卵巢、子宫和海马)的Venn分析显示,不同组之间既存在共享表达基因,也存在特异表达基因,提示治疗引发了组织特异性反应。

为系统发现生物标志物,研究进一步对代谢组学和转录组学数据进行整合差异分析。火山图显示,模型组与对照组之间,以及HHXYT处理组与模型组之间均存在不同的代谢模式。HHXYT干预显著逆转了模型组中胆酰丝氨酸、lysoPA(i-20:0/0:0)和甘氨鹅脱氧胆酸水平下降的趋势。进一步的平行转录组学分析表明,卵巢、子宫和海马组织存在组织特异性的差异表达模式。与对照组相比,模型组在卵巢、子宫和海马组织中分别检测到1036个、404个和156个差异表达基因,其中卵巢为80个上调、956个下调,子宫为319个上调、85个下调,海马为75个上调、81个下调。HHXYT处理则分别显著调节这些组织中的629个、162个和249个差异表达基因,其中卵巢为497个上调、122个下调,子宫为85个上调、77个下调,海马为209个上调、40个下调。

HHXYT逆转的关键差异表达基因包括与卵巢功能相关的Cuzd1(细胞外基质重塑)、Gad2(GABA能信号)和Themis3(T细胞调节),子宫中表达的Anlnl1(细胞骨架组织),以及海马中的Selenow(抗氧化反应)。这些靶点的协同正常化提示,HHXYT可能通过多组织层面的神经内分泌—免疫串扰调节改善PMS症状。

代谢组学与多器官转录组学谱的整合显示,HHXYT干预后神经酰胺代谢过程、鞘脂代谢过程和膜脂生物合成过程发生富集。对前50个差异基因构建网络图后发现,葡萄糖-6-磷酸代谢、鞘脂代谢和甘油磷脂代谢出现显著改变。这些结果提示,HHXYT影响血清代谢谱和靶器官转录谱,从而改善PMS的全身性症状。

为进一步阐明循环代谢物与组织特异性基因表达之间的分子联系,研究构建Sankey图,以可视化特定代谢物、共享通路及靶组织相应基因之间的连接关系。例如,鸟氨酸和天冬酰胺分别与谷胱甘肽代谢以及丙氨酸/天冬氨酸/谷氨酸代谢相关,并进一步影响海马和子宫中的Gstm2以及海马和子宫中的Il4i1。鞘氨醇和二氢神经酰胺通过海马和子宫中的Mapk13与鞘脂信号相连,而多种溶血磷脂(LysoPC、LysoPE)则通过Etnk2汇聚于甘油磷脂代谢。这些发现从系统层面展示了HHXYT如何通过相互连接的代谢和转录网络协调多组织反应。


图1 多组织代谢组学和转录组学分析揭示PMS大鼠对HHXYT治疗反应中的代谢与基因表达变化。(A)大鼠组织取样、组学测序和整合分析的实验设计示意图。(B)对照组、模型组和HHXYT组的PLS-DA代谢组谱(对照组n=7,模型组n=8,HHXYT组n=7)。(C)PMS相关靶器官(卵巢、子宫和海马)中所有表达基因的转录组数据Venn分析(每组n=3)。(D)血清差异表达代谢物以及卵巢、子宫和海马差异表达基因的火山图。红框中的数字表示上调的差异代谢物/差异表达基因数量,蓝框中的数字表示下调的差异代谢物/差异表达基因数量;各组样本量与B和C相同。


图2 整合代谢组学和转录组学分析揭示HHXYT调节PMS大鼠相关通路。(A)模型组与HHXYT组之间前50个差异表达代谢物和差异表达基因的生物过程(Gene Ontology)富集分析。(B)模型组与HHXYT组之间前50个差异表达基因的蛋白—蛋白相互作用网络。该网络使用STRING数据库构建,第一层相互作用因子数量限制为50,并采用高置信度阈值(0.700)。各组样本量与图1相同。

HHXYT含药血清及其活性成分改善小胶质细胞炎症

PMS中的失调基因主要参与神经系统功能、内分泌调节、血液循环以及免疫炎症平衡,这与抑郁、焦虑和血瘀等临床表现相对应。神经炎症被认为是抑郁和焦虑的重要促发因素,外周炎症也会调节疾病进展。既往体内结果也支持这一点,即PMS大鼠模型中子宫炎症因子升高,而HHXYT处理可有效逆转该变化。因此,为探索HHXYT在体外的药效作用,研究使用LPS刺激PMS相关细胞(BV-2细胞、RAW 264.7细胞、大鼠子宫内膜上皮细胞和KGN细胞),建立神经和外周炎症模型。由于中药成分通常通过系统吸收后的成分发挥作用,研究制备HHXYT含药血清,并评估其在LPS刺激下对上述四类细胞的抗炎作用。

在BV-2细胞中,LPS显著增加炎症因子表达;相比之下,20% HHXYT含药血清相较模型组显著降低Tnfα、Il1β和Inos水平。然而,该含药血清对另外三类细胞未显示显著作用。研究进一步确认,20% HHXYT含药血清可通过TLR4/NF-κB通路缓解LPS诱导的BV-2细胞神经炎症。

为识别具体的抗神经炎症成分,研究分析了HHXYT提取物和HHXYT含药血清的化学谱。提取物中共鉴定出126种化合物,并进一步解析其结构分类和植物来源。值得注意的是,检测到72种入血成分,包括24种三萜、18种黄酮、10种有机酸、6种单萜、4种酞内酯以及其他成分。对各味药对这些成分的贡献进行量化后发现,甘草(GC)来源成分最多,共36种化合物,其次为白芍(BS,17种)及其他药味(如DG、ZYCH)。

随后,研究评估了来自白芍和甘草的7种潜在活性成分在BV-2细胞中的抗神经炎症作用。与对照组相比,LPS刺激(模型组)显著升高Tnfα、Il1β和Inos表达;而甘草酸、18β-甘草次酸、甘草苷和甘草素显著降低Tnfα和Il1β mRNA水平。此外,甘草酸、甘草苷、甘草素和芒柄花素显著抑制Inos表达。为进一步表征这些活性成分在体内的暴露情况,研究对代表性成分开展药代动力学研究。在7种可检测化合物(芍药苷、Z-藁本内酯、芒柄花素、甘草素、甘草苷、甘草酸和18β-甘草次酸)中,建立了浓度—时间曲线及关键药代动力学参数。重要的是,药代动力学分析证实了4种甘草来源化合物(甘草酸、18β-甘草次酸、甘草苷和甘草素)能够进入脑内,强调其作为直接中枢神经系统活性成分的潜力。


图3 HHXYT含药血清缓解小胶质细胞神经炎症并表征其生物活性成分。(A)HHXYT含药血清作用于细胞实验的流程图。(B-E)20% HHXYT含药血清对LPS诱导的PMS相关靶细胞炎症因子表达水平的影响(B:BV-2细胞;C:RAW 264.7细胞;D:大鼠子宫内膜上皮细胞;E:KGN细胞)。(F)HHXYT入血成分的化合物结构分类。(G)各味药所含化学成分数量。(H)HHXYT的7种入血原型成分对LPS诱导的BV-2细胞炎症因子表达水平的影响。各成分测试浓度如下:芍药苷100 μM;白芍苷100 μM;甘草酸50 μM;18β-甘草次酸10 μM;甘草苷50 μM;甘草素10 μM;芒柄花素1 μM。结果以均值±SEM表示(每组n=3),多组比较采用单因素方差分析评估统计学显著性(*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001)。

HHXYT缓解PMS大鼠肠道菌群紊乱

在确认HHXYT具有直接抗神经炎症作用后,研究进一步关注未被吸收入血成分的潜在作用。对HHXYT成分在入血前后的分析显示,部分中药质量标志物成分未被检测到,尤其是来源于君药竹叶柴胡的成分。这一发现提示,肠道菌群可能介导未吸收成分的治疗作用。

因此,研究采用16S rRNA基因测序评估HHXYT对PMS大鼠肠道菌群的影响。α多样性分析(Sobs和Shannon指数)显示,各组之间无显著差异。然而,PCoA分析显示,对照组与模型组明显分离,而HHXYT组更接近对照组,提示HHXYT可调节菌群结构。组成分析表明,HHXYT干预逆转了模型诱导的若干菌科变化,包括Eggerthellaceae、Bifidobacteriaceae、Christensenellaceae和Eubacterium_coprostanoligenes_group。LEfSe分析显示,在属水平上,模型组和HHXYT组分别存在9个和6个差异丰度分支。多组比较进一步显示,HHXYT给药显著调节多个菌种的丰度,包括Lactobacillus_johnsonii、Lactobacillus_murinus、Corynebacterium_stationis、Streptococcus_hyointestinalis、Corynebacterium_glutamicum、metagenome_g_Lachnospiraceae_ND3007_group和Akkermansia_muciniphila,且不同菌种呈现不同响应模式。

随后,微生物代谢功能预测显示,类固醇激素生物合成、甲状旁腺激素合成以及甲苯降解等通路在模型组中显著降低,而在HHXYT给药后升高。此外,Spearman相关性分析揭示了HHXYT影响的特定肠道微生物与血清代谢物之间存在显著关联。值得注意的是,Akkermansia丰度与神经肽cortistatin A和脂质信号分子鞘氨醇呈正相关,而Corynebacterium与脂质化合物呈负相关,并与抗炎化合物青蒿素呈正相关。总体而言,这些发现表明HHXYT可改善PMS大鼠肠道菌群紊乱。

有趣的是,上述多个菌群相关代谢物(例如鞘氨醇、鸟氨酸、溶血磷脂)也是整合代谢组—转录组网络中的核心节点,提示肠道菌群可能通过相关轴线影响宿主基因表达。例如,与Akkermansia正相关的鞘氨醇与鞘脂信号通路及海马、子宫中的Mapk13表达相连。类似地,与多个细菌属相关的鸟氨酸连接到谷胱甘肽代谢以及靶组织中的Gstm2表达。这些发现表明,HHXYT可改善PMS大鼠肠道菌群紊乱,并揭示了可能参与其治疗作用的菌群—代谢物—宿主基因轴。


图4 HHXYT调节PMS大鼠肠道微生物组结构和功能。(A)以Sobs和Shannon指数表示的α多样性。(B)基于Bray-Curtis距离的属水平PCoA分析。(C)科水平肠道菌群组成(群落柱状图分析)。(D)LEfSe分析。(E)物种水平肠道菌群差异分析(Kruskal-Wallis H检验柱状图)。(F)基于16S rRNA基因测序数据并由PICRUSt2预测的PMS大鼠HHXYT干预相关肠道微生物群功能变化热图。推断微生物功能谱后,对各组KEGG第3层级通路进行比较(粉色表示上调,绿色表示下调)。(G)HHXYT干预改变的代谢物与微生物之间的Spearman相关性分析。数据以均值±SEM表示(每组n=5),*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001。

肠道菌群部分介导HHXYT对PMS的治疗效益

为确定HHXYT的治疗效益是否依赖肠道菌群,研究在伪无菌大鼠模型中评估其疗效。卵巢组织病理学分析和凝血参数显示,各组之间无显著差异。与对照组相比,模型组大鼠血清和卵巢组织中的E2水平均显著降低。HHXYT处理可有效逆转这些变化;然而,在肠道菌群耗竭后,其治疗效果减弱。模型组血清孕酮水平显著升高,而HHXYT处理可有效逆转该变化;但卵巢孕酮水平在各组之间无显著差异。

Nissl染色显示,模型组海马CA1和CA3区域存在神经元损伤,表现为结构萎缩和变形,并伴随CA3区域神经元数量显著减少。HHXYT干预改善了这些形态学异常,并部分恢复CA3区神经元密度;而在菌群耗竭大鼠中,这些改善减弱。开放场实验显示,与对照组相比,模型组大鼠运动参数降低,包括中心区停留时间、移动距离以及进入中心区次数。HHXYT处理有效改善运动参数,但在ABX_HHXYT组中未显示明显作用。综上,这些结果表明,肠道菌群部分介导了HHXYT对PMS的治疗作用。


图5 肠道菌群部分介导HHXYT对PMS的治疗作用。(A)动物实验设计。(B-E)HHXYT调节性激素水平的作用(B:血清E2;C:血清PROG;D:卵巢E2;E:卵巢PROG)。(F)大鼠海马Nissl染色代表性图像以及CA1、CA3区域神经元数量。CA1为海马角1区,CA3为海马角3区。(G)开放场实验中的代表性运动轨迹、移动距离、中心区停留时间及进入中心区次数。结果以均值±SEM表示(每组n=6),两组比较采用非配对Student t检验评估统计学显著性(*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001)。

HHXYT在离体条件下调节肠道菌群生长并维持其组成稳定性

为进一步探究HHXYT如何直接影响肠道菌群,研究对大鼠盲肠内容物进行离体培养,以评估其对微生物生长和组成的影响。与对照组相比,10 mg/ml HHXYT在6 h至18 h期间促进肠道菌群生长,尤其是在12 h时最为明显。然而,10 mg/ml HHXYT在24 h至48 h期间抑制肠道菌群生长,尤其是在36 h时更明显。总体而言,10 mg/ml HHXYT对离体肠道菌群生长表现出先促进后抑制的作用。

随后,研究利用16S rRNA测序分析两个关键时间点(12 h和36 h)的共培养样本。在对照组中,α多样性和β多样性随时间增加,而HHXYT_12h组与HHXYT_36h组之间这两项指标保持稳定,提示HHXYT有助于维持菌群结构连续性。这种稳定化伴随着微生物组成改变。HHXYT暴露36 h后,与Control_36h组相比,Enterococcaceae、Lactobacillaceae和Streptococcaceae的相对丰度升高,而Bifidobacteriaceae、Morganellaceae、Veillonellaceae、Bacteroidaceae和Tannerellaceae降低。随后,属水平热图分析直观展示了这些分类学变化。

此外,LEfSe分析在四组之间鉴定出显著的肠道菌群组成差异,并在不同分类层级上揭示了28个具有分类学差异的特征。对照组显著富集Lactobacillus、Bacteroides和Bifidobacterium等属。相比之下,HHXYT组显著富集常与肠道菌群失衡相关的属,尤其是Enterococcus和Streptococcus。物种差异分析进一步验证了上述微生物群落差异。总体而言,这些发现表明,HHXYT可在离体条件下调节肠道菌群的生长和组成,促进结构稳定,并选择性富集特定细菌类群。这种调节作用可能有助于其在体内恢复肠道菌群稳态,并部分介导其治疗PMS的效应。


图6 HHXYT在离体条件下调节肠道菌群生长并稳定其组成。(A)HHXYT与肠道菌群体外交互实验设计流程图。(B)不同浓度HHXYT处理后大鼠肠道菌群生长曲线。(C)以Sobs和Shannon指数表示的α多样性。组间差异采用单因素方差分析判定(*p<0.05,***p<0.001)。(D)OTU水平PCA分析。(E)科水平肠道菌群变化(群落柱状图分析)。(F)属水平群落热图分析。(G)LEfSe分析。分析范围从门到种水平,LDA>2。柱状图显示各组中LDA得分最高的前10个特征。(H)物种差异分析(Kruskal-Wallis H检验柱状图)。数据以均值±SEM表示(每组n=3),*p<0.05,***p<0.001。

经肠道菌群代谢的HHXYT有助于缓解炎症、氧化应激和激素失衡

为研究肠道菌群对HHXYT体外药效的影响,研究采用经肠道菌群代谢的HHXYT处理PMS相关靶细胞。细胞分为对照组、模型组、Bac组和HHXYT_Bac.组。LPS刺激显著升高模型组炎症因子Tnfα、Il1β以及催化NO生成的Inos的mRNA表达水平。有趣的是,经肠道菌群代谢的HHXYT显著降低BV-2细胞和RAW 264.7细胞中上述mRNA水平;而在KGN细胞和大鼠子宫内膜上皮细胞中,仅Inos mRNA水平在Bac组与HHXYT_Bac.组之间存在显著差异。

由于卵巢颗粒细胞中的氧化应激和炎症会影响卵巢功能,研究进一步采用CTX诱导的KGN细胞氧化应激模型探索HHXYT作用。在模型组中,与对照组相比,SOD活性和GSH含量显著降低,而ROS mRNA水平升高。经肠道菌群代谢的HHXYT显著提高KGN细胞中的GSH水平,并降低ROS mRNA水平。研究还发现,与对照组相比,模型组FSH水平较低、LH水平较高,提示该模型中出现激素失衡;HHXYT_Bac.组则显示这两种激素呈逆转趋势。

为进一步阐明观察到的治疗作用所对应的生物活性成分,研究对肠道菌群与HHXYT共培养所得上清液进行化学成分分析。共鉴定出101种化合物,包括35种三萜、32种黄酮、10种有机酸、9种单萜、8种酞内酯以及其他成分。值得注意的是,虽然竹叶柴胡来源成分在入血原型成分中缺失,但在共培养上清液中检测到该药味来源成分,提示微生物生物转化可能增强其生物利用度。

为识别肠道菌群产生的具体生物活性代谢物,研究采用Q-TOF-MS/MS分析比较HHXYT在离体共培养前后的化学谱。通过与标准品匹配保留时间、MS1以及MS/MS碎片模式,明确鉴定出三种来源于竹叶柴胡的化合物:原柴胡皂苷元A、原柴胡皂苷元F和柴胡皂苷元F。这些柴胡皂苷代谢物由亲代柴胡皂苷在肠道微生物酶作用下脱糖基形成。

随后,研究在LPS刺激下的四种PMS相关细胞模型中评估这三种化合物的抗炎作用。在BV-2细胞中,10 nM原柴胡皂苷元A、10和100 nM原柴胡皂苷元F以及10和100 nM柴胡皂苷元F均显著降低LPS诱导的Tnfα mRNA表达;三种化合物在10和100 nM浓度下均显著降低Inos表达。在RAW264.7细胞中,100 nM原柴胡皂苷元F和10 nM柴胡皂苷元F显著降低LPS诱导的Inos表达。在大鼠子宫内膜上皮细胞中,100 nM原柴胡皂苷元F显著降低LPS诱导的Tnfα表达。在KGN细胞中,100 nM原柴胡皂苷元F显著降低LPS诱导的NOS2表达。在三种代谢物中,原柴胡皂苷元F在多种细胞类型中表现出最一致的抗炎活性,提示其可能是HHXYT经肠道菌群代谢生成的关键生物活性代谢物之一。尽管这些结果突出了可能负责抗炎和激素调节作用的候选代谢物,但仍需进一步开展靶向定量和药理学验证,以确立因果性的结构—活性关系。


图7 经肠道菌群代谢的HHXYT有助于缓解炎症、氧化应激和激素失衡。(A)HHXYT与肠道菌群相互作用产生的代谢物作用于细胞实验的流程图。(B-E)HHXYT与肠道菌群相互作用产生的代谢物对PMS相关靶细胞中LPS诱导炎症因子表达水平的影响(B:BV-2细胞;C:RAW 264.7细胞;D:大鼠子宫内膜上皮细胞;E:KGN细胞)。(F-H)HHXYT与肠道菌群相互作用产生的代谢物对KGN细胞氧化应激的影响(F:SOD活性;G:GSH含量;H:ROS相对表达水平)。(I-J)HHXYT与肠道菌群相互作用产生的代谢物对KGN细胞激素紊乱的影响(I:FSH含量;J:LH含量)。数据以均值±SEM表示(每组n=3),多组比较采用单因素方差分析评估统计学显著性(*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001:对照组与模型组比较;<0.05,#<0.01,##<0.001:HHXYT_Bac.组与Bac.组比较)。

【Citation】:Wei W, Li M, Chen K, et al. Mechanistic study on the holistic actions of Hong-Hua-Xiao-Yao Tablet in alleviating premenstrual syndrome in rats.Phytomedicine. Published online April 5,2026.

贡献★★★★★

本研究表明,HHXYT通过系统性机制和微生物组介导机制的整合缓解PMS。入血成分,尤其是甘草来源成分,可直接降低神经炎症。与此同时,HHXYT可恢复肠道菌群稳态,从而产生经菌群代谢的代谢物,缓解外周炎症、氧化应激和激素失衡。总体而言,这些发现强调了宿主—菌群相互作用对HHXYT整体疗效的重要贡献,并为中药作用机制提供了整体性视角。此外,本研究所采用的多组学方法也为解析中药复方复杂机制提供了可参考的策略。

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