Nat. Commun丨周玉峰课题组与合作者揭示西兰花成份吲哚三甲醇防治炎症性肠病的新机制

发表时间:2023-09-06  |  阅读次数:818次  |  字体大小 [ ]

 炎症性肠病(Inflammatory bowel diseases, IBD)是多种急慢性肠道炎症疾病的统称,主要包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。IBD的主要临床表现包括:腹痛、腹泻、伴随便血、体重减轻等,患者的生活质量严重下降。近年来,全球IBD的发病率呈逐年上升趋势,中国1980年以后发病率逐渐增加,且上升迅速,2005-2014年间IBD的总病例数约为35万,预计于2025年达150多万。目前对于IBD的治疗主要分为手术以及药物治疗的方式,但仍然缺乏有效特异的治疗策略。IBD极易复发,难以彻底治愈,病程反复进一步加重患者的身体及心理负担,也造成了巨大的经济及医疗负担。

尽管IBD发病机制尚未完全明确,但目前认为肠道粘膜屏障功能破坏和免疫细胞的过度活化在IBD发病机制中扮演重要角色。锌是人体内不可或缺的微量元素,在肠道的发育及维持粘膜屏障功能方面发挥着至关重要的作用,如增强肠上皮细胞的增殖、帮助细胞的更新修复、维持肠道的结构以及屏障功能,因此锌补充剂被广泛用于治疗腹泻等相关肠道疾病。肉类和海鲜是锌元素的最佳饮食来源,但在贫困地区富含锌的食物摄入往往严重不足,因此锌缺乏在贫困地区更常见,目前世界上大约有三分之一的人口处于缺锌状态。

2023年9月5日,复旦大学生物医学研究院/附属儿科医院周玉峰团队与伦敦国王学院的Christer Hogstrand团队合作在Nature communication杂志上发表论文“Aryl hydrocarbon receptor utilises cellular zinc signals to maintain the gut epithelial barrier”, 揭示西兰花中富含的吲哚三甲醇(I3C)能够通过激活芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor, AhR)促进肠道对锌元素的吸收可用来防治炎症性肠病。

 研究团队发现给小鼠饲喂I3C可通过激活AhR减轻小鼠溃疡性结肠炎症状,但在低锌的饮食条件下I3C的治疗效果完全丧失,表明AhR的作用依赖于锌离子。团队之后在人肠道上皮细胞Caco-2和人回肠类器官的实验中找到了这一现象的生物学解释,发现AhR激活能够通过上调几种锌转运蛋白的转录活性,增强细胞总锌和胞质游离Zn2+浓度,进一步抑制NF-κB信号通路和紧密连接蛋白的降解,最终以锌依赖的方式促进肠粘膜上皮紧密连接蛋白的表达,从而增强肠道的屏障功能。吲哚三甲醇在十字花科植物如西兰花中含量丰富,这一发现为贫困地区人群锌元素的摄取和全球范围内炎症性肠病的预防提供了一种简单、廉价的解决方案,即通过膳食摄取富含AhR配体的食物以缓解锌元素摄取不足的情况,也是药食同源理念的一种体现。

 

 据悉,伦敦国王学院胡秀钏博士和复旦大学生物医学研究院博士研究生肖文峰为本文的共同第一作者。复旦大学生物医学研究院/附属儿科医院周玉峰研究员和伦敦国王学院的Christer Hogstrand教授为论文的共同通讯作者。

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-023-41168-y



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