HGG Lab

本团队近日在《International Journal of Biological Macromolecules》期刊上发表了最新成果：Multi-omics analysis reveals the pre-protective mechanism of Dendrobium fexicaule polysaccharide against alcohol-induced gastric mucosal injury。本研究旨在利用多组学技术揭示曲茎石斛多糖对酒精诱导的胃黏膜损伤的潜在保护作用及其机制，为曲茎石斛 (DF) 的进一步开发和利用提供数据支撑。

DFP的组成分析及结构表征

苯酚硫酸法测定结果表明，DFP总糖含量为88.50%±0.89%，且主要含有 Ara (0.33%)、Gal (0.31%)、Glc (19.05%)、Xyl (0.42%) 和 Man (79.89%)（图 1A）。FT-IR 光谱结果显示，其在 3442.10 cm⁻¹ 处有一个强宽峰，对应于 -OH 伸缩振动，在 2926.45 cm⁻¹ 处有一个 C–H 伸缩振动峰，在 1736.98 cm⁻¹ 和 1636.80 cm⁻¹ 处有两个 C––O 吸收峰（图 1C）。扫描电子显微镜结果显示，DFP 在低倍率下呈现蓬松的颗粒结构，排列相对松散。 在更高的放大倍数下，DFP 的结构类似于珊瑚，具有堆叠、堆积的形态 （图 1D）。

图1 曲茎石斛多糖（DFP）的单糖结构表征

DFP对酒精性胃黏膜损伤大鼠的预保护作用

如图2所示，模型组的胃组织表现出充血、肿胀和其他形式的损伤。 阳性组和 DFP 治疗组的胃粘膜肿胀和其他病理状况均有所改善（图2B）。Guth评分结果显示，模型组表现出最高的UI得分，而阳性组UI得分最低，其次是DFP-H组（图2C）。各组大鼠的体重增长率无显着差异（图2D）。此外，各组大鼠间的肝脏、肾脏和脾脏系数无显着差异，表明DFP对大鼠无明显毒性（图2E）。

图2 DFP保护酒精诱导的胃粘膜损伤的药效学评价

DFP影响炎症因子和氧化应激因子表达

如图3A所示，对照组胃粘膜细胞排列整齐，组织结构清晰，管状胃腺排列整齐。模型组大鼠粘膜明显肿胀，血管扩张出血，腺体结构紊乱，并伴随上皮细胞丢失。相对于模型组，阳性组和DFP治疗组均可明显改善上述病理情况。与模型组比较，阳性组和DFP组可下调IL-6、IL-1β的表达(图3B和图C)，且能够上调MPO，PGE2和SOD，并下调GSH和MDA的表达(图3D-H)。

图3 DFP影响炎症因子和氧化应激因子表达

DFP调节补体和凝血级联信号通路改善酒精诱导的胃粘膜损

如图 4A 所示，PCA 显示模型、DFP-H 和对照组之间有明显的分离。 WPCNA显示，棕色模块与PGE2、SOD和GSH呈显着正相关，与IL-6、IL-1β、MPO和MDA呈显着负相关（P < 0.05）。 相反，红色模块表现出相反的相关模式（图4B）。火山图（图4C）显示，与对照组相比，模型组中有406个上调蛋白以及116个下调蛋白。 与模型组相比，DFP-H组显示出74个上调蛋白和247个下调蛋白（图4D）。综合上述分析，共筛选到94个候选目的蛋白（图 4E）。

图4 DFP预防酒精引起的胃粘膜损伤的蛋白质组学分析

DFP调节丙酸代谢通路改善酒精诱导的胃黏膜损伤

 血清代谢组学结果显示，与对照组相比，模型组中共有147种上调和57种下调血清代谢物（图5A-C）。与模型组相比，DFP-H组中发现26种上调和17种下调的血清代谢物（图5D-F）。 图 5G-I展示了对照组、模型组和 DFP-H 组中的13 种交集代谢物，且显著富集在丙酸代谢通路。 且多组学相关性分析结果表明，20 个核心蛋白与 13 个候选差异代谢物间具有很强的相关性（图 5J）。

图5 DFP 对酒精诱导的胃粘膜损伤预保护作用的血清代谢组学分析

DFP 调节补体和凝血级联信号通路中核心蛋白的表达

多组学分析表明DFP主要调节补体和凝血级联信号通路保护酒精诱导的胃粘膜损伤。免疫组化结果证实，与对照组相比，模型组补体C3和VTN表达升高，但DFP治疗后其表达水平下降（图6）。 此外，凝血相关因子如 THRB、Serpind1、FGA、CPB2 及其下游蛋白 VWF的表达在DFP显干预后显著降低（图6）。

图6  DFP 预防酒精诱导的胃粘膜损伤相关蛋白的免疫组化分析

 PAS染色表明，DFP增加了胃黏膜损伤大鼠胃上皮细胞中粘性物质的分泌（图7A）。 免疫荧光结果显示，与模型组相比，DFP显着增强了胃粘膜中紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的荧光强度（图7B-C）。 这些发现表明，DFP增强了机体对受损胃粘膜的保护作用。

图 7 DFP 对酒精诱导的胃黏膜损伤大鼠胃上皮屏障完整性的影响

结论

本研究全面探讨了DFP对酒精诱导的胃黏膜损伤的预保护作用及其潜在机制。DFP能显著缓解酒精诱导的胃黏膜损伤大鼠的胃组织充血、发红和肿胀，降低其炎症因子和氧化应激水平。WPCNA和免疫组化分析发现，DFP降低补体和凝血级联信号通路中核心蛋白如补体C3、VTN、Serpind1、CPB2和THRB的表达。此外，丙酸代谢通路与DFP的预保护作用显著相关。总之，本研究综合多组学技术为DFP对酒精诱导的胃黏膜损伤的预保护作用机制提供了见解，这为DFP的进一步开发和应用提供了基础。

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