溃疡性结肠炎(UC)是炎症性肠病(IBD)的主要形式,它是一种终身性疾病,其特征是持续的/弥漫性的炎症,可从直肠近端扩散,并定位于结肠黏膜,主要的临床表现为腹部疼痛、便血、体质量减轻、结肠缩短及贫血等,特征是无症状缓解和活动性疾病发作的不断循环。它的发病机理涉及遗传和环境因素之间复杂的相互作用,是由各种遗传倾向的患者对肠道内容物不受控制的免疫反应诱导,是一种免疫炎症性疾病,已日渐成为导致生活质量恶化和公共医疗系统负担增加的公共卫生问题。
流行病学模式的变化提出饮食因素是溃疡性结肠炎加重的潜在触发因素,临床数据证实,溃疡性结肠炎患者中饮酒者复发的风险更高,且溃疡性结肠炎患者在饮酒后出现的胃肠道症状比肠易激综合征患者更严重。但“酒文化”是社交场合不可避免的,很多溃疡性结肠炎患者饮酒很常见。对酒精如何加重溃疡性结肠炎发作尚未得到深入研究。
文献报道,饮食中富含多酚、黄酮的水果和蔬菜的摄入量与溃疡性结肠炎低风险相关。蜂胶是大自然中天然的宝藏,是一种天然的抗生素,由觅食的蜜蜂从不同种类植物的芽和渗出物中收集树脂物质,与蜜蜂唾液中的β-糖苷酶混合而成,其主要成分是黄酮类化合物,具有较强的抗氧化特性以及调节免疫反应和肠道微生物群的能力,是治疗溃疡性结肠炎的一种候选药物。
本研究采用葡聚糖硫酸钠(DSS)建立溃疡性结肠炎大鼠模型,随后接受“酗酒”模式,检测酒精对DSS诱导的大鼠结肠炎症的影响,同时评价水溶性蜂胶对酒精加重的溃疡性结肠炎发作时结肠炎症的缓解作用并对其作用机制进行初步探讨,为溃疡性结肠炎患者饮酒安全提出可靠建议。
目的:探究水溶性蜂胶对酒精加重溃疡性结肠炎(溃疡性结肠炎)发作时结肠炎症的缓解作用并对其作用机制进行初步探讨。
方法:SPF级雄性SD大鼠40只,随机分为对照组、溃疡性结肠炎组、溃疡性结肠炎+酒精组、溃疡性结肠炎+酒精+蜂胶组和溃疡性结肠炎+酒精+美沙拉嗪组。除对照组外,其余各组均通过自由饮用葡聚糖硫酸钠(DSS)建立溃疡性结肠炎疾病模型。对各组大鼠进行疾病活动指数(DAI)评分、组织学评分(HS)、结肠长度测量、结肠质量测量,酶联免疫吸附测定检测结肠组织中促炎细胞因子白细胞介素-6、白细胞介素-17,肿瘤坏死因子-α和抗炎细胞因子白细胞介素-10的水平。
结果:DSS成功建立溃疡性结肠炎大鼠模型。与溃疡性结肠炎组比较,溃疡性结肠炎+酒精组大鼠结肠损伤程度增强,HS显著升高(P<0.01),促炎细胞因子水平均显著增高(P<0.01),抗炎细胞因子水平明显降低(P<0.01);与溃疡性结肠炎+酒精组比较,溃疡性结肠炎+酒精+蜂胶组和溃疡性结肠炎+酒精+美沙拉嗪组大鼠结肠损伤程度改善,HS降低(P<0.05),促炎细胞因子水平减少、抗炎细胞因子水平升高(P<0.01)。
结论:酒精加重溃疡性结肠炎的发作,水溶性蜂胶可以通过降低结肠组织中促炎细胞因子水平,提高抗炎细胞因子水平,从而缓解酒精加重的溃疡性结肠炎发作,减轻结肠炎症。
讨论
某些食物可以诱发或加重溃疡性结肠炎症状,这些食物在文献中通常被称为“触发食物”。其中,酒精与溃疡性结肠炎的发展和恶化有关,临床数据也证实溃疡性结肠炎复发风险增加与高浓度酒精摄入相关。但目前很少有研究描述酒精对溃疡性结肠炎发作的影响。因此,本研究采用DSS诱导大鼠溃疡性结肠炎模型,随后让大鼠接受“酗酒”模式,探究酒精是否加重溃疡性结肠炎症状。美沙拉嗪是一种治疗溃疡性结肠炎的常用药物,可显著抑制结肠炎症,但其副作用较多,寻找新的替代药物尤为重要。
蜂胶是一种黏性天然化合物,是一种天然的抗生素,已被广泛用作食品补充剂,自古埃及时代以来,它一直被用于治疗各种炎症性疾病。蜂胶含有400多种化学物质,包括萜类、多酚、类黄酮等,具有多种生物学功能,包括抗炎和免疫调节等。本研究对水溶性蜂胶缓解酒精加重溃疡性结肠炎发作的作用机制进行了初步探索。
DSS诱导的结肠炎是研究溃疡性结肠炎发作的成熟模型。该模型表现出许多与人类溃疡性结肠炎相似的症状,如:体质量减轻、结肠缩短、腹痛、腹泻、便血、肠黏膜溃疡和促炎细胞因子产生增加等。文献中使用3%~5%DSS溶液诱导大鼠溃疡性结肠炎模型,本实验中为区别单独使用DSS及DSS和酒精联合使用导致结肠炎症损伤的微小差别,使用4%的DSS溶液,使用DSS处理的SD大鼠(溃疡性结肠炎组)表现出体质量减轻、DAI评分升高,结肠长度缩短,结肠质量指数升高及HS升高等一系列溃疡性结肠炎症状,表明溃疡性结肠炎模型制备成功。
与溃疡性结肠炎组相比,溃疡性结肠炎+酒精组大鼠体质量及结肠长度进一步降低,DAI评分、结肠质量指数、HS进一步升高。结果表明,在DSS诱导大鼠结肠炎后,再经历“酗酒”模式,可明显加重结肠炎症。Bishehsari等认为酒精可能通过多种途径诱发肠道炎症,其中肠黏膜免疫系统破坏发挥重要作用,且在活动性肠道炎症情况下,继续饮酒会加重疾病活动。
贯穿整个胃肠道的促炎和抗炎细胞因子之间的微妙平衡对于健康的肠黏膜屏障功能和稳态至关重要。免疫耐受性的破坏是溃疡性结肠炎的一个重要标志。大量证据表明,溃疡性结肠炎主要是由于固有层T淋巴细胞的激活不当所致,当幼稚T淋巴细胞与抗原呈递细胞(APC)接触时,它们有可能被激活并分化为T淋巴细胞亚群,包括辅助性T淋巴(Th)1、Th2、Th17细胞和调节性T(Treg)细胞。近期发现Th17细胞与许多免疫炎症性疾病有关,并且在溃疡性结肠炎进展中的重要性已经被证实;Treg细胞具有免疫调节功能,促进免疫耐受,具有抗炎作用,在抑制免疫反应和维持免疫耐受方面发挥重要作用。故Th17细胞的过度反应和Treg细胞的功能不足与溃疡性结肠炎发作有关。
IL-17是一种由Th17细胞产生的促炎细胞因子,它可以激活信号转导和转录激活因子3(STAT3),从而刺激强烈的慢性免疫炎症反应,它在肠道炎症部位充当促炎反应的触发器,在炎症反应期间招募T淋巴细胞到固有层,导致肠道免疫系统过度激活,触发了一系列的细胞内事件,导致细胞凋亡、细胞浸润和肠黏膜结构完整性和功能丧失,从而促进肠道炎症,而抑制Th17可以有效减少急性结肠炎的发展。由于Th17细胞在肠道炎症中起着关键作用,因此有人提出促炎细胞因子IL-17可能是调节肠道炎症反应的治疗靶点。
本研究发现,与对照组相比,溃疡性结肠炎组大鼠结肠组织中IL-17水平升高;与溃疡性结肠炎组相比,溃疡性结肠炎+酒精组大鼠结肠组织中IL-17水平进一步升高;而与溃疡性结肠炎+酒精组相比,溃疡性结肠炎+酒精+蜂胶组大鼠结肠组织中IL-17水平降低,说明在活动性炎症疾病期间,摄入酒精可提高促炎细胞因子IL-17水平,加剧肠道炎症;水溶性蜂胶靶点Th17细胞,降低IL-17水平,发挥抗炎作用,改善酒精加重的溃疡性结肠炎发作,蜂胶的抗炎特性主要是由于它的类黄酮成分。Khosravi等报道,烟曲霉分生孢子是最常见的室内真菌过敏原,可增加促炎细胞因子IL-17的释放诱导过敏性哮喘,蜂胶提取物可降低IL-17的水平,有效缓解哮喘发作。巴西蜂胶乙醇提取物对胶原诱导性关节炎(CIA)发病机制的保护作用与抑制CIA小鼠中IL-17水平有关。
幼稚T淋巴细胞向Th17细胞分化受到高浓度促炎细胞因子IL-6的调节,被IL-6激活的STAT3是参与Th17分化的关键信号分子,Th17细胞可分泌促炎细胞因子,如IL-17和TNF-α,在肠道炎症中发挥致病作用。我们同样检测了各组结肠组织中IL-6和TNF-α的水平,结果表明溃疡性结肠炎组和溃疡性结肠炎+酒精组IL-6、TNF-α的发生趋势与IL-17一致,促炎细胞因子的过量产生可导致活动性炎症。与溃疡性结肠炎+酒精组相比,溃疡性结肠炎+酒精+蜂胶组的IL-6、TNF-α水平下降趋势与IL-17也一致,说明蜂胶可抑制促炎细胞因子IL-6、TNF-α的产生,这与文献报道蜂胶在体外抑制IL-6诱导的Th17细胞分化,抑制IL-6诱导的信号转导和STAT3的磷酸化,在炎症免疫性疾病中发挥抗炎作用一致。说明蜂胶对Th17细胞分化的抑制作用有助于控制溃疡性结肠炎中的细胞因子稳态不平衡,从而发挥抗炎作用。
与对照组相比,溃疡性结肠炎组大鼠结肠组织中IL-10水平降低;与溃疡性结肠炎组相比,溃疡性结肠炎+酒精组大鼠结肠组织中IL-10水平进一步降低。IL-10是一种有效的抗炎细胞因子,由Treg细胞分泌。Treg细胞是T细胞的一个特殊子集,具有免疫调节功能,能促进免疫耐受和抗炎,在抑制免疫反应和维持免疫耐受方面发挥重要作用。文献报道IL-10的缺失会导致肠道炎症,而缺乏IL-10受体的Treg细胞更容易发生结肠炎。
Treg细胞通过降低Th17相关细胞因子的表达预防肠道炎症。IL-10还可以直接抑制CD4+Th的促炎细胞因子的表达,并通过APC抑制趋化因子的表达。IL-10缺陷小鼠发生自发性IBD,其特征是存在由淋巴细胞、巨噬细胞和中性粒细胞组成的炎症浸润。故推测在活动性结肠炎期间,摄入大量酒精,抑制Treg细胞分泌抗炎细胞因子IL-10,加重溃疡性结肠炎期结肠炎症。
与溃疡性结肠炎+酒精组大鼠比较,溃疡性结肠炎+酒精+蜂胶组大鼠结肠组织中IL-10水平升高,推测蜂胶可通过提高抗炎细胞因子IL-10水平,在溃疡性结肠炎发作期间对结肠黏膜起保护作用。有文献报道,蜂胶可通过Jak/Stat途径下调核因子-кB途径,进而降低TNF-α、IL-8、IL-12、单核细胞趋化蛋白1、细胞间黏附分子1等的水平,调节先天和适应性免疫反应,发挥抗炎作用。
综上所述,酒精加重溃疡性结肠炎的发作,是导致溃疡性结肠炎症状持续存在的潜在因素。水溶性蜂胶可以通过降低结肠组织中促炎细胞因子IL-6、IL-17、TNF-α水平,提高抗炎细胞因子IL-10的水平,控制溃疡性结肠炎中细胞因子稳态的不平衡,从而缓解酒精加重的溃疡性结肠炎发作。
(来源:大理大学学报. 2022,7(08), 水溶性蜂胶对酒精加重溃疡性结肠炎发作的影响和机制研究,安徽医学高等专科学校)
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