维生素K2具有改善溃疡性结肠炎的作用

文摘   健康   2024-04-25 10:59   广东  
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溃疡性结肠炎(UC)正成为全球公共卫生日益严重的问题,具有慢性腹泻、腹痛、便血和快速减肥等临床症状。UC可能会因肠道炎症反应和肠道细菌之间的不利影响而恶化,以及促炎因子和抗炎因子之间的失衡而促进UC发展。糖皮质激素和其他抗炎药物是目前UC治疗的主要药物。然而,目前的这些药物疗法存在一些缺点,例如副作用和昂贵的定价。因此,紧迫需要寻找安全有效的新药物。

研究显示,炎症性肠病患者常见维生素K缺乏。维生素K2具有抑制炎症、抗氧化和诱导癌细胞凋亡以及预防血管钙化和骨质疏松方面的作用。

2023年Hu等在《International Journal of Molecular Sciences》(国际分子学杂志)上发表了“维生素K2对右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎的改善作用”。研究者结论:维生素K2可能通过调节短链脂肪酸(SCFA)、炎症因子和肠道屏障蛋白的表达,通过增强肠道菌群(例如粪菌属)的优势和减少肠道菌群失调,来减轻右旋糖酐硫酸钠(DSS)诱发的小鼠结肠炎,接近治疗溃疡性结肠炎药物5-氨基水杨酸(5-ASA)的效果。




研究方法

小鼠(7周龄)给予3%DSS(右旋糖酐硫酸钠)7天以建立溃疡性结肠炎,然后接受VK2(15、30或60mg /kg体重),以及用治疗溃疡性结肠炎的药物5-氨基水杨酸(5-ASA,100mg/kg体重)作为阳性对照。

将48只小鼠随机分为6组(8只):
  1. 对照组(CON):自来水7天,玉米油灌胃14天;
  2. 模型对照组(右旋糖酐硫酸钠(DSS)):3.0%DSS溶液灌胃7天,玉米油灌胃14天,第15天至第21天灌胃1.5%DSS溶液;
  3. DSS+15mg/kg体重VK2组(LVK2):3.0%DSS 7天,随后灌胃15mg/kg体重VK2溶液(溶剂为玉米油)14天,第15天至第21天使用1.5%DSS溶液;
  4. DSS+30mg/kg体重VK2组(MVK2):3.0%DSS 7天,然后灌胃30mg/kg体重VK2溶液(溶剂为玉米油)14天,第15天至第21天使用1.5%DSS溶液;
  5. DSS+60mg/kg体重VK2组(HVK2):3.0%DSS 7天,随后灌胃60mg/kg体重VK2溶液(溶剂为玉米油)14天,第15天至第21天使用1.5%DSS溶液;
  6. DSS+100mg/kg体重5-氨基水杨酸组(5-ASA):3.0%DSS 7天,随后灌胃100mg/kg体重5-ASA溶液(溶剂为生理盐水)14天,第15天至第21天使用1.5%DSS溶液。
      整个研究过程历时21天。



研究结果

  1. 对每日疾病活动指数(DAI)的影响:
    第21天的DAI(评估腹泻和便血)显示,与模型对照组(DSS)相比,VK2三组和5-ASA组明显有效地缓解腹泻和便血(p<0.05,图1)。


    1. 服用维生素K2可改善溃疡性结肠炎的每日疾病活动指数(DAI)


  2. 对组织学变化的影响:
    ①系统评估肠粘膜损伤的苏木精和伊红(H&E)染色结果(图2a,b):与模型对照组(DSS)相比,VK2三组和5-ASA组小鼠炎症细胞浸润较少,结肠结构相对完整,粘膜损伤较少,组织学评分较低,DSS组小鼠隐窝丢失,单核细胞浸润,粘膜损伤严重和组织学评分较高。

    ②高碘酸希夫(PAS)染色结果(图2a、c):DSS组小鼠结肠杯状细胞数量显著减少(p<0.05)。口服VK2三组和5-ASA可恢复DSS引起的结肠杯状细胞损失(p<0.05)。


    2. 结肠的组织学变化


  3. 对炎症细胞因子和肠道紧密连接表达的影响:

    ①与CON组小鼠相比,DSS组小鼠结肠组织中IL-6和IL-1β分泌水平显著升高(p<0.01,图3a,c)。TNF-α也有所增加,但这没有统计学意义(p>0.05,图3b)。


    ②与DSS组相比,不同剂量VK2治疗的小鼠结肠TNF-α和IL-1β水平均有不同程度降低,尤其是MVK2组(p<0.01,图3a,b)。补充VK2的小鼠抗炎细胞因子表达(IL-10)增加(p<0.05,图3d)。此外,与DSS组相比,补充5-ASA显著降低了结肠TNF-α水平(p<0.01,图3b)并增加了IL-10水平(p<0.05,图3d)。


    ③在DSS组中,小鼠结肠组织中ZO-1和occludin蛋白表达水平显著低于CON组(p<0.01,图3g,h)。与DSS组相比,补充VK2三组和5-ASA组的ZO-1和封闭素蛋白表达水平升高,MVK2组和5-ASA组结果有统计学差异(p<0.01,图3g,h)。


    ④DSS诱导的muc2蛋白表达减少,在MVK2组、HVK2组和5-ASA组中得到逆转(p<0.05,图3f)。


    图3. 维生素K2对结肠的炎症细胞因子和肠道紧密连接表达的影响

    (a)IL-1水平。(b)TNF-α水平。(c)IL-6水平。(d)IL-10水平。(e)蛋白质印迹法检测的muc2ZO-1ZO-1和β-肌动蛋白水平。(f)muc2的相对蛋白表达。(g)ZO-1的相对蛋白表达。(h)ZO-1的相对蛋白表达。

  4. 产生与改善UC的短链脂肪酸(SCFA):
    DSS组的短链脂肪酸(SCFA)水平显著低于CON组(p<0.05,图4)。VK2干预后,三组小鼠的SCFA水平显著升高(p<0.05,图4)。5-ASA组小鼠的SCFA水平也显著高于DSS组(p<0.05)。


    4. 盲肠内容物中SCFA的水平


  5. 调节肠道菌群:
    调节与溃疡性结肠炎指数相关的肠道菌群组成、相对丰度和特定微生物类群。



研究结论

维生素K2可能通过调节短链脂肪酸(SCFA)、炎症因子和肠道屏障蛋白的表达,通过增强肠道菌群(例如粪菌属)的优势和减少肠道菌群失调,来减轻右旋糖酐硫酸钠(DSS)诱发的小鼠结肠炎,接近治疗溃疡性结肠炎药物5-氨基水杨酸(5-ASA)的疗效。



摘译者提示

目前治疗溃疡性结肠炎的主要药物为糖皮质激素和其他抗炎药物。但其副作用和昂贵的定价,紧迫需要寻找安全有效的新方法。研究显示,炎症性肠病患者常见维生素K缺乏。这项研究显示:维生素K2可减轻结肠炎,接近治疗药物5-氨基水杨酸的疗效。因此,我们推荐,中老年人服用维生素K2,不但可预防血管钙化和骨质疏松,而且还可保护结肠健康。



【文献来源】

Hu S,Ma Y,Xiong K,Wang Y,Liu Y,Sun Y,Yang Y,Ma A. Ameliorating Effects of Vitamin K2 on Dextran Sulfate Sodium-Induced Ulcerative Colitis in Mice. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 2986. https://doi.org/10.3390/ ijms24032986


作者 | 周建烈

编辑 | 林瑞霞

(注:封面图片来源网络,如有侵权请联系删除)



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