藿香正气口服液对健康成年人和抗生素诱导的肠道菌群失调小鼠模型肠道微生物组稳态的调节作用

Modulatory Effects of Huoxiang Zhengqi Oral Liquid on Gut Microbiome Homeostasis Based on Healthy Adults and Antibiotic-Induced Gut Microbial Dysbiosis Mice Model.

作者信息Min Gao, Xinhao Duan, Xiang-Ru Liu, Shiyue Luo, Shixin Tang, Hao Nie, Jing Yan, Zhen Zou, Chengzhi Chen, Qi Yin, Jingfu Qiu
PMID35401199
发布时间2022-03-24
DOI10.3389/fphar.2022.841990

实验完整度

包含健康成人队列的16S rRNA测序分析和抗生素诱导的肠道菌群失调小鼠模型验证,并进行了功能预测、ELISA炎症因子检测和结肠组织HE染色,具有独立证据层级。

主要模型

健康成人(n=30,亚健康状态n=8) 抗生素诱导的肠道菌群失调小鼠模型(ABX模型)

重点核对

HXZQ给药剂量:健康成人10 ml/天,连续14天;小鼠1.3 ml/kg,连续7天 抗生素混合物组成:氨苄青霉素1 g/L,万古霉素5 g/L,新霉素三硫酸盐1 g/L,甲硝唑1 g/L 对照组设置:健康成人未设对照组,小鼠设置正常饮水对照组、HXZQ组和ABXHX组 样本采集时间点:健康成人第0、8、15天;小鼠在治疗后 16S rRNA基因测序平台:Illumina MiSeq PE300,V3-V4区

摘要

传统草药因其对各种疾病的安全性和有效性而在世界范围内使用。藿香正气是一种广泛使用的中国中药配方,通过调节肠道微生物组/免疫微环境来治疗胃肠道功能紊乱。然而,除了作为一种生活方式药物,其对肠道微生物组稳态的安全性从未被研究过。本研究首次调查了HXZQ对健康成年人肠道微生物组的影响,并采用抗生素诱导的肠道菌群失调小鼠模型进行验证。基于健康成年人,我们的结果显示,在健康状态下,HXZQ对细菌多样性和肠道微生物组组成显示出温和积极的影响。对于肠道微生物组的非健康状态(细菌多样性低和组成缺陷),HXZQ显著恢复了细菌多样性并恢复了拟杆菌门的丰度。在抗生素诱导的小鼠模型中,HXZQ明显恢复了因抗生素受损的肠道微生物组成。在属水平上,对HXZQ响应最强烈且最积极的丰度在健康成年人是双歧杆菌,在小鼠是Muribaculaceae、乳杆菌和Akkermansia。相比之下,健康成年人的Blautia和小鼠的肠球菌和克雷伯菌的丰度与HXZQ给药呈负相关。最后,HXZQ可能通过调节小鼠血浆中白细胞介素-6的浓度来发挥抗炎作用,同时对结肠组织结构没有显著改变。总之,我们的结果阐明了HXZQ在每日使用中的安全性,进一步揭示了HXZQ对肠道微生物群落结构的调节作用。这些结果将为中药和肠道微生物组稳态的相互作用提供新的见解,并为中药作为生活方式药物的安全使用提供线索。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
藿香正气口服液对健康成年人肠道微生物组稳态的影响及其安全性如何?
核心机制
HXZQ通过增加有益菌(如双歧杆菌、乳杆菌、Akkermansia)的丰度,恢复细菌多样性,并可能通过调节IL-6浓度发挥抗炎作用,从而调节肠道微生物组稳态。
主要证据
基于健康成人的16S rRNA测序显示HXZQ在健康状态下温和影响菌群,在亚健康状态(n=8)显著恢复Shannon多样性;抗生素诱导小鼠模型中,ABXHX组相比ABX组显著恢复Alpha多样性,增加Bacteroidetes丰度,并降低IL-6水平。
研究意义
本研究首次从健康成人肠道微生物组角度评估HXZQ的安全性,为中药作为生活方式药物的安全使用提供新见解,并为开发胃肠道疾病治疗中药提供线索。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

人群干预与样本采集

评估HXZQ对健康成年人肠道微生物组的影响

纳入40名健康成年人,排除近期使用抗生素、微生物制剂等,连续口服HXZQ 10 ml/天共14天,分别在第0、8、15天采集粪便样本进行16S rRNA测序。

2

小鼠肠道菌群失调模型建立与HXZQ干预

验证HXZQ对肠道菌群失调的恢复作用

7周龄C57/BL6J小鼠随机分为四组(对照组、ABX组、HXZQ组、ABXHX组),第2周给予抗生素混合物灌胃建立菌群失调模型,第3周给予HXZQ口服液,随后采集粪便、血浆和结肠组织。

3

16S rRNA基因测序及生物信息学分析

分析肠道菌群组成和多样性变化

提取粪便DNA,扩增V3-V4区,在Illumina MiSeq PE300平台测序,基于OTU分析Alpha和Beta多样性,并利用LEfSe、PICRUSt等预测功能。

4

组织学与免疫指标检测

评估HXZQ对肠道微环境的影响

用HE染色观察结肠组织结构变化;用ELISA检测血浆中IL-1β、IL-6、IL-10和TNF-α浓度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
QIAamp快速粪便DNA小提试剂盒Omega--
AxyPrep DNA凝胶回收试剂盒Axygen--
Illumina MiSeq PE300平台Illumina--
倒置光学显微镜(Olympus IX53)OlympusIX53
QuantiCyto ELISA试剂盒Neobioscience--
酶标仪Thermo Fisher Scientific--
藿香正气口服液Taiji Group19072656
万古霉素----
新霉素三硫酸盐----
甲硝唑----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
人群干预
HXZQ剂量10 ml/天;给药持续时间14天(第0-14天);粪便采集时间点:第0、8、15天;参与者排除标准(3个月内抗生素使用,1个月内微生物制剂使用等)
阅读提示:见Materials and Methods中的Study Design and Participants
小鼠模型
小鼠品系C57BL/6J,7周龄;抗生素混合物组成及浓度;给药方式(灌胃);HXZQ剂量1.3 ml/kg;分组(对照组、ABX组、HXZQ组、ABXHX组);每组样本量n=16
阅读提示:见Materials and Methods中的Animals部分
16S rRNA测序
DNA提取试剂盒;V3-V4高变区引物序列338F/806R;测序平台Illumina MiSeq PE300;OTU聚类阈值97%
阅读提示:见Materials and Methods中的16S Ribosomal RNA Gene Sequencing and Data Analyses
ELISA检测
检测指标:IL-1β, IL-6, IL-10, TNF-α;试剂盒来源;血浆样本;波长450 nm
阅读提示:见Materials and Methods中的Enzyme-Linked Immunosorbent Assay