综述 | 中草药与肠道微生物组相互作用的分子机制
2018/2/22 来源:微生太

导读

    中草药又称为植物药,用于治疗、预防疾病。中草药主要来源于植物的原材料或粗加工品,包括:种子、果实、根、茎、叶、花。从古到今,中草药预防和治疗疾病,对人类的生存和繁衍起到了重要的作用。具世界卫生组织估计,发展中国家80%的人口主要依赖中草药作为卫生保健的来源。即使在欧洲和北美的发达国家,越来越多的人用中草药作为补充和替代药物。然而,中草药临床疗效的基础,包括活性成分和药理作用机制,仍然难以解释。
    在过去的半个世纪里,研究人员一直努力揭示中草药发挥疗效的机制。利用现代科学技术鉴定中草药中的活性化合物。提取、分离中草药中的化学成分;以疾病相关的指标(如蛋白质、基因或RNA)为指导,进行体外高通量筛选;在动物模型中进行测试;最后进行人体临床试验。青蒿素就是使用这种方法研发成功的例子。近年来,多种化合物协同作用于多个靶标的治疗理念提出,并且被一些实验证实,特别是肠道菌群方面的研究,研究证明肠道菌群与人体的疾病与健康存在密切的关系。在此,我们讨论总结中草药参与肠道菌群相互作用的分子机制。

原名Understanding the Molecular Mechanisms of the Interplay Between Herbal Medicines and Gut Microbiota

译名中草药与肠道微生物组相互作用的分子机制

期刊Medicinal Research Reviews

IF8.763

发表时间2017年

通信作者李松林、陈虎彪

通信作者单位中国中医科学院分院江苏省中医科学院、香港浸会大学


综述内容


1. 肠道菌群与宿主健康

人体肠道内分布着大量的微生物。约有100万亿个古生菌和细菌,种类超过1000种,其中90%以上肠道菌属于拟杆菌门、厚壁菌门、放线菌。研究表明肠道菌与人体健康有密切的联系,被称为人体的又一器官。肠道微生物对人体的影响主要包括以下4个方面:参与宿主新陈代谢;参与免疫系统的形成;维持胃肠道平衡;影响大脑功能和行为。


2.中草药与肠道菌群

2.1 肠道菌参与中草药的代谢

2.1.1 小分子代谢

在临床,中草药通过水或醇提取,制成汤剂、酊剂等用于口服。极性化合物广泛存在于中草药的提取液中,由于其亲脂性,口服后的生物利用度低。但是,通过肠道菌群的作用后,中草药的化学成分发生氧化、还原等化学反应。可以提高口服的生物利用度。


2.1.2 糖类代谢

 糖类,特别是多糖与单糖广泛存在中草药及其水提液中。但是,多糖难以被人体吸收。相比之下,人类肠道微生物群落可以编码数千个糖激酶(CAZymes)。拟杆菌门和壁厚菌门的微生物分别可以编码3976 CAZymes和4119 CAZymes。由人类肠道微生物组编码的CAZymes主要为:糖苷水解酶、多糖水解酶、碳水化合物酯酶和糖基转移酶。


2.2 中草药靶向作用于肠道菌群

许多实验与临床研究证明,中草药能够改变肠道菌的组成。例如,中草药可以减轻、甚至治疗代谢疾病(肥胖,糖尿病,非酒精性脂肪性肝病)、溃疡性结肠炎、肠易激综合征、癌症、慢性肾病、阿尔茨海默氏病等。基于目前的研究发现,中草药主要通过促进与抑制这两种途经发挥作用。


2.3 肠道菌参与中草药多成分间的相互作用

肠道菌群与中草药间存在复杂的相互作用,主要表现为协同、拮抗两种形式。如多糖可以促进益生元生长,进而调节肠道菌群,促进平衡,表现为协同作用。通过酶之间的竞争、降低肠道菌代谢能力,表现为拮抗作用。


3. 肠道菌研究的前景

理解肠道菌与中药的相互作用对于理解中药如何发挥疗效具有重要的意义。在未来药物的研究中,我们主张采用简化的方法筛选药物;考虑多糖的益生元作用;考虑多成分、多靶点间的相互作用。为了了解肠道菌与与中药间整体的相互作用,仅仅研究单一化学成分不能满足研究需要,因此应鉴定代谢过程的全部化学物质,直接测定肠道内的菌群,提供精准的研究模型等方法进行研究。


实验结论

中草药对人类的生存、繁殖做出重要的贡献。越来越多的证据表明中草药与人体肠道菌群能够相互作用,发挥治疗作用。研究中草药与肠道菌间相互作用的分子机制,有助于解释中草药如何发挥治疗作用。


点评


本文对人体与肠道菌群之间的相互关系进行综述。说明肠道菌与中草药间存在复杂的相互作用。通过鉴定整个肠道微生物代谢过程的化学物质,直接分析肠道菌群,设计精确的研究模型等方法,探讨其相互作用的机制,从而为指导中草药药物发现开辟新的思路。



本文由李红霞编译,莫秋芬、江舜尧编辑。