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导语：褪黑素除了调节睡眠外，还隐藏着不为人知的健康益处？一项研究发现，这种天然激素竟然能精细调控m6A甲基化水平，有效缓解肠道炎症反应，促进肠道健康！
近年来，肠道炎症性疾病已成为全球范围内日益严峻的健康挑战。这些疾病不仅影响患者的生活质量，还与结直肠癌等多种严重并发症相关。
尽管已有研究指出肠道菌群失衡、免疫系统异常等因素在肠道炎症中的作用，但具体的发病机制和有效治疗手段仍不明确。
International Journal of Biological Sciences杂志发表过一篇题为“The Effect Mechanism of N6-adenosine Methylation （m6A） in Melatonin Regulated LPS-induced Colon Inflammation”的文章，旨在填补这一领域的研究空白，探索褪黑素在调节结肠炎症中的潜在机制。
研究方法
本研究采用实验研究方法，目的在于探究褪黑素对LPS诱导的结肠炎症以及m6A甲基化影响的机制。
研究共纳入90只雌性C57BL/6J小鼠，随机分为四组：
对照组（Control）：接受3%乙醇和0.9%的生理盐水，旨在模拟未接受LPS刺激的正常状态，作为实验的基线对照。
LPS组：接受LPS（5 mg/kg）和3%乙醇，通过腹腔注射给予，用以模拟结肠炎症模型。
LPS+褪黑素组（LPS+Mel）：此组小鼠在接受了LPS处理的同时，还额外接受了褪黑素（20 mg/kg）的处理，通过腹腔注射给予。
褪黑素组（Mel）：此组小鼠仅接受了褪黑素（20 mg/kg）和生理盐水的处理，通过腹腔注射给予。
实验中，通过组织病理学染色评估结肠组织的炎症和黏液细胞数量，免疫组化和免疫荧光染色检测特定蛋白的表达，TUNEL染色评估细胞凋亡。此外，研究者们还测定了m6A甲基化水平，并分析了肠道菌群的变化，同时评估了细胞凋亡率。主要评价指标包括结肠炎症标志物的变化、紧密连接蛋白的表达、细胞凋亡水平以及肠道菌群的组成。
研究结果
褪黑素对LPS诱导的结肠炎症的改善作用
在本研究中，首先观察到LPS处理的小鼠出现了明显的结肠炎症反应，表现为体重下降、炎症细胞浸润、黏液细胞数量减少等症状。然而，褪黑素的介入显著改善了这些症状。
具体而言，与LPS组相比，褪黑素处理的小鼠体重增加（图1B），H&E染色显示炎症细胞浸润减少，AB-PAS染色显示黏液细胞数量恢复（图1C）。
此外，褪黑素还降低了LPS诱导的促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α的水平，并提高了抗炎因子IL-2、IL-4和IL-10的水平。这些结果表明，褪黑素通过调节炎症因子的平衡，有效缓解了LPS诱导的结肠炎症。
注：（A） 实验设计的示意图；（B） 体重的减少（n=6）；（C） H&E和AB-PAS染色以及每个隐窝的杯状细胞数量量化（n=6）；（D-F） 促炎因子（D）、趋化因子（E）和抗炎因子（F）的蛋白水平（n=3~4）；（G） Claudin1、ZO1和Occludin蛋白表达；（H） BCL2、BAX和C-CASP3蛋白表达；（I） Ki-67和TUNEL染色以及Ki-67的IOD。
图1 褪黑素改善了LPS诱导的结肠炎症
褪黑素对结肠黏膜屏障的保护作用
进一步的研究发现，褪黑素对结肠黏膜屏障具有保护作用。LPS处理导致紧密连接蛋白Claudin1、ZO1和Occludin的表达下降（图1 G），而褪黑素的处理恢复了这些蛋白的表达水平。
此外，褪黑素还抑制了LPS诱导的细胞凋亡，并提高了细胞增殖能力。TUNEL染色结果显示，褪黑素处理显著减少了LPS诱导的细胞凋亡（图1 I）。这些结果表明，褪黑素通过维持结肠黏膜屏障的完整性，减少了细胞凋亡，从而对结肠炎症起到了保护作用。
褪黑素对肠道菌群组成的调节作用
在探讨褪黑素对肠道菌群的影响时，研究发现LPS处理显著改变了肠道菌群的组成，降低了微生物群落的α-多样性和β-多样性。而褪黑素的处理则显著恢复了这些指标，表明褪黑素能够调节肠道菌群的平衡，从而可能对结肠炎症产生积极影响。通过LEfSe分析，研究还发现了特定细菌类群在不同处理组之间的差异性，进一步证实了褪黑素对肠道菌群组成的调节作用。
注：（A-B）分别为α-多样性和β-多样性指数；（C）基于操作分类单元（OTU）的非度量多维尺度评分图（NMDS）（样本数=6）；（D）门水平上相对丰度最高的前10个属；（E）属水平上相对丰度最高的前20个属；（F-G）LEfSe分析（进化树状图和LDA评分）。
图2 LPS和褪黑素处理后结肠微生物群的组成
褪黑素通过m6A甲基化途径调节结肠炎症
研究中最为核心的发现是褪黑素通过调节m6A甲基化水平来影响结肠炎症。LPS处理导致m6A甲基化水平异常升高，而褪黑素能够有效降低这一水平。具体来说，LPS处理后m6A甲基化相关的酶METTL3、WTAP和KIAA1429的mRNA水平上升，而褪黑素处理则抑制了这些基因的表达。
此外，褪黑素还降低了LPS诱导的METTL3蛋白的表达。这些结果表明，褪黑素通过抑制METTL3的表达和活性，降低了m6A甲基化水平，从而对结肠炎症产生了治疗作用。
褪黑素通过MTNR1B途径发挥作用
研究还探讨了褪黑素发挥作用的具体途径。结果显示，LPS通过TLR4/NF-κB途径激活了M1型巨噬细胞，促进了结肠炎症的发展。而褪黑素则通过MTNR1B途径促进了M2型巨噬细胞的活化，从而发挥了抗炎作用。
通过使用MTNR1B的拮抗剂4-P-PDOT，研究证实了褪黑素通过MTNR1B途径抑制了METTL3的表达，并促进了M2型巨噬细胞的活化。这些结果揭示了褪黑素在调节结肠炎症中的新机制，为未来的治疗提供了新的靶点。
总结讨论
本研究揭示了褪黑素通过调节m6A甲基化水平来改善结肠炎症的新机制。这一发现不仅为理解肠道炎症的分子机制提供了新的视角，也为开发新的治疗策略提供了潜在的靶点。
褪黑素作为一种内源性激素，其在调节免疫反应和抗炎方面的作用已被广泛认可。本研究进一步证实了褪黑素在维护肠道屏障、抑制炎症反应和调节肠道菌群方面的重要作用，为未来的临床应用提供了科学依据。随着对m6A甲基化在肠道炎症中作用的深入了解，我们有望开发出更有效的治疗方法，以改善患者的预后并提高生活质量。
参考文献
LI Y, MA B, WANG Z, et al. The Effect Mechanism of N6-adenosine Methylation (m6A) in Melatonin Regulated LPS-induced Colon Inflammation[J]. Int J Biol Sci, 2024, 20(7): 2491-2506. DOI: 10.7150/ijbs.95316.
