异香草酸激活PPARγ通路改善线粒体功能缓解葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠溃疡性结肠炎

Isovanillic acid alleviates dextran sulfate sodium-induced ulcerative colitis in mice by improving mitochondrial function via activating the PPARγ pathway

摘要

目的 探讨异香草酸（IVA）对葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠溃疡性结肠炎（UC）的保护作用及其潜在机制。 方法 将48只C57BL/6雄性小鼠随机分为6组（n=8）：对照组（Con）、DSS模型组（DSS）、IVA低剂量组（IVA-L，50 mg/kg）、IVA中剂量组（IVA-M，100 mg/kg）、IVA高剂量组（IVA-H，150 mg/kg）及阳性对照组（5-ASA，100 mg/kg）。除对照组自由饮水外，其余各组自第1天起自由饮用2.5% DSS溶液至第7天，第8天更换为普通水。各干预组每日灌胃相应剂量的IVA或5-ASA（溶于含0.1% DMSO的生理盐水，100 μL/只），对照组及DSS组灌胃等体积溶剂。第10天处死动物，取结肠组织进行后续检测。实验期间监测小鼠体质量，评估疾病活动指数（DAI）；处死小鼠后检测结肠长度，进行结肠组织病理学评分；采用免疫荧光、Western blotting、TUNEL染色、JC-1染色等，分别评估IVA对DSS诱导小鼠和NCM460细胞模型的屏障功能、细胞凋亡及线粒体功能的影响；并结合网络药理学分析其潜在作用通路。 结果 与Con组相比，DSS组小鼠体质量下降（P<0.05），DAI评分升高（P<0.05），结肠长度缩短（P<0.05），结肠组织中白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-1β（IL-1β）水平升高（P<0.05），结肠黏膜结构破坏、炎细胞浸润增加、杯状细胞减少；而经IVA干预后上述指标呈剂量依赖性改善（P<0.05）。与DSS组相比，IVA-M组紧密连接蛋白ZO-1和Claudin-1表达升高（P<0.05），肠上皮细胞凋亡率降低（P<0.05），Bax、C-caspase3表达下调，Bcl-2表达上调（P<0.05），TOMM20阳性细胞数增加，线粒体呼吸链复合体Ⅰ、Ⅳ活性升高（P<0.05）。在NCM460细胞中，与C-Con组相比，C-DSS组线粒体膜电位下降，复合体Ⅰ、Ⅳ活性降低（P<0.05），细胞凋亡率增加（P<0.05），ZO-1、Claudin-1表达下降（P<0.05）；与C-DSS组相比，C-IVA组上述指标均显著改善（P<0.05）。网络药理学分析提示PPARγ通路为潜在作用靶点。Western blotting结果显示，IVA-M组和C-IVA组PPARγ蛋白表达水平均高于相应模型组（P<0.05）。加入PPARγ拮抗剂GW9662后，与C-IVA组相比，C-IVA+GW9662组线粒体膜电位下降，复合体Ⅰ、Ⅳ活性降低（P<0.05），细胞凋亡率升高（P<0.05），Bcl-2表达降低，Bax、C-caspase3表达升高（P<0.05），ZO-1、Claudin-1表达降低（P<0.05）。 结论 IVA通过激活PPARγ通路，改善线粒体功能，抑制炎症与细胞凋亡，从而缓解DSS诱导的结肠炎，具有成为UC治疗候选药物的潜力。

Abstract

Objective To investigate the protective effect of isovanillic acid (IVA) against dextran sulfate sodium (DSS)-induced ulcerative colitis (UC) in mice and its underlying mechanism. Methods Forty-eight male C57BL/6 mice were randomly divided into 6 groups (n=8), including a control group and 5 DSS model groups with daily gavage of saline containing 0.1% DMSO, low-, medium- or high-dose IVA (50, 100, and 150 mg/kg, respectively), or 5-ASA (100 mg/kg) for 10 days. Body weight and disease activity index (DAI) of the mice were monitored, and colon length and pathologies were assessed after the treatments. Immunofluorescence staining, Western blotting, TUNEL staining, and JC-1 staining were used to evaluate the effects of IVA on barrier function, apoptosis, and mitochondrial function in the mouse models and DSS-induced NCM460 cells. Network pharmacology was employed to predict potential signaling pathways. Results The DSS-treated mice showed significantly decreased body weight, increased DAI score, shortened colon length, elevated colonic IL-6 and IL-1β expressions, and severe mucosal damage. IVA, especially at the medium and high doses, obviously improved these changes. Treatment with medium-dose IVA-M significantly increased colonic expressions of ZO-1 and claudin-1, decreased intestinal epithelial cell apoptosis rate and expressions of Bax and cleaved caspase-3, and increased Bcl-2 expression, TOMM20-positive cell counts, and activities of mitochondrial respiratory chain complexes I and IV. In NCM460 cells, IVA treatment obviously reversed DSS-induced mitochondrial impairment, reduced epithelial cell apoptosis, and enhanced expressions of ZO-1 and claudin-1. Network pharmacology analysis suggested that IVA potentially targeted the PPARγ pathway, which was confirmed by increased PPARγ protein expression in IVA-treated mice and NCM460 cells. Treatment with the PPARγ antagonist GW9662 significantly attenuated the protective effect of IVA in DSS-induced NCM460 cells. Conclusion IVA alleviates DSS-induced colitis in mice by protecting mitochondrial function via activating the PPARγ pathway and suppressing inflammation and apoptosis.

Graphical abstract

关键词

异香草酸 / 溃疡性结肠炎 / 线粒体功能 / PPARγ通路 / 肠屏障 / 细胞凋亡

Key words

isovanillic acid / ulcerative colitis / mitochondrial functions / PPARγ pathway / intestinal barrier / cell apoptosis

溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性复发性炎症性肠病，全球发病率持续攀升^［1-3］。目前，临床上常用的治疗手段多采用氨基水杨酸盐、皮质类固醇或生物制剂等，但这些方法多侧重于控制炎症反应，虽然可以一定程度缓解临床症状，但是长期使用可能伴随免疫抑制、感染风险增加及过敏反应等不良反应，部分患者还存在应答不足或耐药现象^{［4， 5］}。因此，探索针对UC关键病理环节的新型治疗策略具有重要临床意义。

肠屏障功能障碍是UC发生发展的核心病理特征之一，而上皮细胞过度凋亡是导致屏障完整性受损的重要原因^{［6， 7］}。近年研究表明，上皮细胞线粒体功能紊乱可引发细胞能量代谢异常，活性氧积累，并进一步加速上皮细胞凋亡进程，从而加剧肠屏障损伤^{［8， 9］}。因此，靶向调节线粒体功能、抑制上皮细胞异常凋亡，已成为UC干预的潜在新方向^［10］。与此同时，天然植物单体成分因其多靶点、低毒性等特点，在缓解炎症性疾病方面展现出良好前景^［11］。

近年研究表明^［12］，过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）作为核受体超家族成员，在维持肠道稳态中发挥关键作用^［12］。PPARγ的激活可抑制NF-κB等炎症通路，降低促炎细胞因子表达，同时促进线粒体生物合成与功能，改善细胞能量代谢，并参与调节肠上皮细胞凋亡与紧密连接蛋白表达^{［13， 14］}。在溃疡性结肠炎患者及实验动物模型中，PPARγ表达常显著下调，其功能受损与肠黏膜炎症加剧、屏障破坏及疾病进展密切相关^{［15， 16］}。因此，靶向PPARγ通路成为缓解UC病理过程的重要策略之一。

异香草酸（IVA）作为一种天然酚酸类化合物，已被报道具有抗炎、抗菌及抗氧化等作用^{［17， 18］}。新进的研究报道，IVA的硫酸盐形式可以抑制脂质诱导的血管内皮炎症、氧化应激等水平^［19］。值得注意的是，Lei等^［20］首次报道IVA作为檞皮素经肠道菌群代谢后的关键活性产物，能够显著缓解结肠炎并增强肠屏障功能，然而，该研究主要观察其对肠屏障功能的整体作用，并未深入分析IVA是否直接作用于肠上皮细胞、能否影响细胞凋亡及线粒体功能等具体分子机制，从而限制了IVA作为靶向治疗药物的机制理解与开发潜力。

本研究通过建立葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠结肠炎模型及人正常结肠上皮细胞NCM460炎症模型，探讨IVA对肠道炎症、肠屏障功能、上皮细胞凋亡及线粒体功能的影响，并结合网络药理学与体内外实验验证，阐明其作用的分子机制，为IVA作为UC治疗候选药物提供了新的实验依据与理论基础。

1 材料和方法

1.1 材料

48只SPF级C57BL/6雄性小鼠（6~8周龄，体质量20~25 g）购自江苏集萃药康生物科技股份有限公司；NCM460细胞（中国医学科学院肿瘤细胞库）；异香草酸（分析标准品，纯度≥98%，上海陶术科技有限公司）；DSS（相对分子质量36 000~50 000，MP Biomedicals）；ELISA检测试剂盒（武汉博士德生物工程公司）；抗ZO-1抗体（Invitrogen）；抗Bcl-2抗体、抗Bax抗体、抗TOMM20抗体（Proteintech）；抗C-caspase3抗体（abbkine）；抗Claudin-1抗体、山羊抗兔IgG H&L（AlexaFlour®555）抗体、山羊抗兔IgGH&L（FITC）、山羊抗小鼠IgGH&L（FITC）（Abcam）；辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔/小鼠IgG（中杉金桥）；HE染色试剂盒、TUNEL细胞凋亡检测试剂（Servicebio）；快速制胶试剂盒（雅酶生物）；BCA蛋白试剂盒（碧云天生物）；AB-PAS染色试剂盒、JC-1试剂盒、线粒体呼吸链复合体Ⅰ活性检测试剂盒、线粒体呼吸链复合体IV活性检测试剂盒（Solarbio）；GW9662（MCE），本研究已获蚌埠医科大学实验动物管理和伦理委员会批准（伦理批号：伦动科批字［2025］398号）。

1.2 方法

1.2.1 DSS诱导动物模型建立及分组

将48只C57BL/6雄性小鼠随机分为6组（n=8）：对照组（Con）、DSS模型组（DSS）、IVA低剂量组（IVAL，50 mg/kg）、IVA中剂量组（IVAM，100 mg/kg）、IVA高剂量组（IVAH，150 mg/kg）及阳性对照组（5-ASA，100 mg/kg）。除对照组自由饮水外，其余各组自第1天起自由饮用2.5% DSS溶液至第7天，第8天更换为普通水。各干预组每日灌胃相应剂量的IVA或5-ASA（溶于含0.1% DMSO的生理盐水，100 μL/只），对照组及DSS组灌胃等体积溶剂。第10天处死动物，取结肠组织进行后续检测。并测量其长度。沿肠管纵轴剖开后，一半组织保存于-80 ℃用于分子生物学检测，另一半经福尔马林固定用于组织病理学分析。

1.2.2 NCM460细胞培养及分组处理

使用含10%热灭活胎牛血清及1%双抗的RPMI 1640完全培养基培养NCM460细胞，环境条件为37 ℃、5% CO₂及饱和湿度。待细胞生长至对数生长期，分为4组（每组设3个复孔）：Cell-Control（C-Con）组（正常培养基培养24 h）、Cell-DSS（C-DSS）组（含2% DSS^［21］的培养基处理24 h）、Cell-IVA （C-IVA）组（2% DSS与20 μmol/L^［20］ IVA共处理24 h）、C-IVA+GW9662组（在C-IVA的基础上加入10 µmol/L^［12］的GW9662）。

1.2.3 小鼠体质量、疾病活动度与结肠形态学评估

每日记录小鼠体质量变化、粪便性状及便血情况，参照文献方法计算疾病活动指数（DAI）^［22］。实验终点测量并记录自肛门至回盲部的结肠长度。

1.2.4 组织病理学染色

结肠组织经“瑞士卷”方式包埋^［23］，脱水、石蜡包埋后切片（厚度3 μm）。HE染色流程包括脱蜡、苏木素与伊红染色、脱水及封片；AB-PAS染色包括过碘酸氧化、Schiff试剂反应及苏木素复染。利用全自动数字切片扫描系统采集图像，采用双盲法进行组织学损伤评分^［24］。

1.2.5 炎症因子检测

取-80℃冻存结肠组织10 mg，加入含蛋白酶抑制剂的RIPA裂解液（100 μL）进行匀浆，离心取上清，按ELISA试剂盒说明检测白细胞介素-6（IL-6）和白细胞介素-1β（IL-1β）浓度。

1.2.6 免疫荧光染色

石蜡切片经脱蜡、抗原修复及BSA封闭后，分别与ZO-1（1∶200）、claudin-1（1∶400）及线粒体标志蛋白TOMM20（1∶800）一抗4 ℃孵育过夜。随后与FITC或Alexa Fluor®555标记的二抗避光孵育，DAPI染核后封片，于荧光显微镜下观察并采集图像。细胞样本先经4%多聚甲醛固定、0.2% Triton X-100透膜及BSA封闭，后续步骤同组织样本。

1.2.7 TUNEL染色检测细胞凋亡

石蜡切片与固定后的细胞按TUNEL试剂盒说明进行操作，封片后于荧光显微镜下随机选取200倍视野下拍照，采用ImageJ软件计算细胞凋亡率（%）。

1.2.8 Western blotting检测蛋白表达水平

使用含磷酸酶及蛋白酶抑制剂的RIPA裂解液裂解小鼠结肠黏膜组织及NCM460细胞，裂解液经4 ℃、12 000 r/min离心10 min后收集上清获得总蛋白。采用BCA法测定蛋白浓度，与上样缓冲液混合并100 ℃加热10 min以制备变性蛋白样品。通过快速制胶盒制胶，200 V电泳30 min后转膜至PVDF膜，用5%脱脂牛奶封闭1 h。随后与一抗（ZO-1、claudin-1、Bcl-2、Bax、PPARγ、及C-caspase3均按1∶1000稀释，β-actin为1∶3000）于4 ℃孵育过夜，再与辣根过氧化物酶标记的二抗（山羊抗兔/小鼠IgG，1∶3000）室温孵育，最终经底物显色并成像分析。

1.2.9 JC-1法检测线粒体膜电位

吸弃NCM460细胞原有培养基后，使用1 mL JC-1染色缓冲液清洗细胞两次。继而加入等量JC-1染色工作液，于CO₂培养箱内孵育30 min。结束后弃去染液，以染色缓冲液再次漂洗2次，最终置于激光共聚焦显微镜下观察并采集图像。

1.2.10 检测线粒体呼吸链复合物活性

根据试剂盒说明书测定线粒体复合体I和IV活性：组织匀浆后差速离心提取线粒体，超声破碎。复合体I：340 nm测NADH氧化速率（ΔA），活性=3215.43×ΔA/蛋白浓度。复合体IV：550 nm测还原型细胞色素C氧化速率（ΔA扣除空白），活性=1099×ΔA/蛋白浓度。

1.2.11 网络药理学分析

利用在线平台Pubchem搜索IVA的SMILES结构，在潜在靶点识别中，基于IVA的SMILES结构，分别采用SEA（E-value<1^e-5）与Super-PRED（置信度分数>0.6）平台进行预测，经Uniprot标准化后合并去重，获得药物候选靶标。同时，从GeneCards和CTD数据库收集与“溃疡性结肠炎”相关的基因，经整合与标准化后建立疾病靶标库。借助Venny 2.1工具比对药物与疾病靶标，得到159个交集基因。将该基因集导入STRING数据库（最低交互置信度0.400），构建PPI网络。进一步利用DAVID工具进行KEGG通路与GO功能富集分析，结果通过微生信平台可视化。

1.2.12 统计学分析

本研究动物实验样本量基于预实验结果和既往研究确定^［19］。通过预实验（每组n=3）测得DAI评分的效应大小与标准差，利用G*Power 3.1软件进行样本量估算。设置α=0.05（双侧）、检验效能（1-β）=0.80，效应量（Cohen's f）约为0.8，计算得出每组至少需要7只动物。为应对可能出现的动物脱落或样本损失，最终设定每组n=8，总样本量为48只，满足统计学检验效能要求。利用软件SPSS26.0对实验数据进行分析统计，计量资料以均数±标准差表示，组间差异比较采用单因素方差分析，以P<0.05时认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 IVA改善DSS诱导的小鼠结肠炎

与Con组相比，DSS组小鼠体质量下降、DAI评分升高、结肠长度缩短（P<0.05）。IVA干预后上述指标呈剂量依赖性改善，其中IVAM（100 mg/kg）与IVAH（150 mg/kg）组效果相近，且与5-ASA组相当（图1A~D）。ELISA结果显示，IVA各剂量组均能降低结肠组织IL-6和IL-1β水平（P<0.05），IVAM与IVAH组降低幅度最大，两组间差异无统计学意义（图1E、F）。组织病理学观察显示，IVA处理减轻了黏膜结构破坏、炎细胞浸润及杯状细胞丢失，IVAM与IVAH组组织学评分均低于DSS组（P<0.05），差异无统计学意义（图1G、H）。后续实验采用100 mg/kg IVA进行检测。

2.2 IVA减轻DSS诱导的小鼠肠道屏障损伤

免疫荧光与Western blotting显示，IVA处理有效恢复了紧密连接蛋白ZO-1和claudin-1的表达与分布（P<0.05，图2A~C）。

2.3 IVA减轻DSS诱导的小鼠肠上皮细胞凋亡

IVA降低了结肠上皮细胞的凋亡率（P<0.05，图3A、B）。Western blotting分析进一步显示，IVA逆转了促凋亡蛋白Bax和C-caspase3的上调以及抗凋亡蛋白Bcl-2的下调（P<0.05，图3C、D）。

2.4 IVA缓解DSS引起的小鼠肠道线粒体功能紊乱

免疫荧光染色结果显示：与对照组相比，DSS处理导致结肠组织内TOMM20阳性细胞数量呈下降趋势，而IVA干预逆转了这一变化（图4A）。此外，经IVA治疗后，线粒体呼吸链复合体Ⅰ（P<0.05，图4B）与复合体Ⅳ（P<0.05，图4C）的活性也均增强。

2.5 IVA保护DSS应激下NCM460细胞的线粒体功能

JC-1染色显示，与C-Con组相比，C-DSS组绿色荧光单体增多、红色荧光聚合物减少；IVA干预后绿色荧光减弱、红色荧光增强（图5A）。此外，线粒体呼吸链复合体Ⅰ及复合体Ⅳ的活性也均增强（P<0.05，图5B、C）。

2.6 IVA降低DSS诱导的NCM460细胞凋亡率

TUNEL染色显示：DSS刺激后凋亡细胞比例增加，而IVA处理降低了这一比例（P<0.05，图6A、 B）。Western blotting分析进一步验证，DSS引起促凋亡蛋白Bax和C-caspase-3表达上调及Bcl-2下调，IVA干预则能逆转这些蛋白的表达变化（P<0.05，图6C、D）。

2.7 IVA增强DSS刺激下NCM460单层细胞的屏障完整性

通过免疫荧光染色观察发现，对照NCM460细胞中ZO-1与Claudin-1沿细胞边界呈连续、清晰的线性分布；DSS刺激破坏了此分布模式，表现为信号断续、模糊甚至胞内弥散；而经IVA共处理后，两种紧密连接蛋白的膜定位连续性得到明显改善（图7A）。Western blotting分析结果显示：IVA给药后ZO-1与Claudin-1表达量上升（P<0.05，图7B、C）。

2.8 IVA通过调节PPARγ通路来提高线粒体呼吸功能

网络药理学分析显示，IVA与UC存在159个共同作用基因（图8A）。通过String数据库构建这些基因所编码蛋白质的相互作用网络（PPI）（图8B）。通路富集分析显示，IVA可能通过PPARγ信号通路调控UC（图8C、D）。肠炎小鼠上皮细胞和NCM460细胞的PPARγ蛋白水平下降，与DSS诱导的小鼠（P<0.05，图8E、F）和NCM460细胞（P<0.05，图8G、H）相比，IVA组和C-IVA组PPARγ蛋白水平提高。

2.9 IVA通过PPARγ改善线粒体功能及细胞凋亡

JC-1染色结果显示，C-IVA+GW9662组线粒体膜电位较C-IVA组下降（图9A）。线粒体呼吸链复合体Ⅰ和Ⅳ活性检测结果显示，与C-IVA组相比，C-IVA+GW9662组复合体Ⅰ和Ⅳ活性均降低（P<0.05，图9B、C）。TUNEL染色结果显示，C-IVA+GW9662组细胞凋亡率较C-IVA组升高（P<0.05，图9D）。Western blotting检测凋亡相关蛋白显示，与C-IVA组相比，C-IVA+GW9662组Bcl-2表达降低，Bax和C-caspase3表达升高（P<0.05，图9E、F）。免疫荧光染色显示，C-IVA+GW9662组ZO-1和Claudin-1的膜定位连续性较C-IVA组受损（图9G）。Western blotting结果显示，与C-IVA组相比，C-IVA+GW9662组ZO-1和Claudin-1表达均降低（P<0.05，图9H、I）。图9J为IVA缓解DSS诱导结肠炎的机制示意图。

3 讨论

本研究证明天然酚酸类化合物IVA可缓解DSS诱导小鼠结肠炎炎症状态及修复肠屏障损伤。体内外实验进一步证实，IVA可恢复损伤线粒体功能并抑制肠上皮细胞凋亡；网络药理学分析揭示，IVA的作用可能与其激活肠上皮细胞中PPARγ信号有关。

IVA作为一种天然酚酸，其抗氧化与抗炎潜力已被初步认识，但其对UC的具体疗效及系统作用机制尚属未知。本研究首先建立了DSS诱导的小鼠急性结肠炎模型，以评估IVA对疾病整体进程的影响。实验结果表明，IVA能有效减轻DSS引起的特征性体质量下降、结肠缩短及疾病活动指数升高。组织病理学分析进一步从微观层面证实，IVA处理能显著改善黏膜结构，表现为隐窝结构修复、杯状细胞数量恢复及炎症细胞浸润减少。这些结果都表明IVA可以改善UC核心病理变化，为本研究的机制探索奠定了基础。炎症级联反应与物理屏障破坏是UC中相互加剧的两个核心环节^［25-27］。为阐明IVA的抗炎效应，我们检测了结肠组织中的促炎因子IL-6和IL-1β的水平。结果证实，IVA可显著降低这些因子的表达，这与IVA前期研究保持一致。肠屏障的破坏会导致条件致病菌侵入肠道黏膜肌层，分泌有害物质造成肠道免疫失衡分泌大量炎症因子，而炎症因子会进一步侵害周围健康肠黏膜使屏障损伤进一步加重，形成恶性循环^{［25， 28， 29］}，因此我们进一步探究IVA对肠屏障功能的影响。通过免疫荧光与Western blotting，我们发现IVA能有效阻止DSS诱导的紧密连接蛋白ZO-1与Claudin-1表达下调及膜定位紊乱。这表明，IVA具有抑制炎症与保护屏障结构的双重作用。上述研究证明IVA在改善结肠炎临床症状，炎症严重程度及肠屏障损伤方面的的良好作用，但其通过何种途径干预结肠炎需进一步说明。

肠上皮细胞的过度凋亡是屏障功能丧失的直接细胞学原因^{［30， 31］}。在Huang等^［32］的研究中：Cynaroside可以通过抑制肠上皮细胞凋亡来改善肠屏障。在本课题组的其他研究中，牛民主等^［33］研究发现：川续断皂苷可以通过改善肠上皮细胞凋亡来改善肠炎。同样的，本研究体内外实验发现：DSS刺激显著增加了肠上皮细胞的凋亡率，并伴有促凋亡蛋白Bax、C-caspase3上调及抗凋亡蛋白Bcl-2下调。而IVA处理则能显著逆转这一趋势。这一结果说明IVA通过抑制上皮细胞凋亡，从保护了构成肠屏障的细胞数量与完整性。鉴于线粒体在细胞能量代谢与凋亡调控中的核心地位，且其功能障碍已被证实与UC发病相关^{［10， 34］}，我们进而探究IVA抗凋亡的代谢基础。本研究发现，DSS可导致结肠上皮细胞线粒体膜电位下降及呼吸链复合体I、IV活性降低，而IVA干预能显著改善这些指标。这表明IVA通过改善肠道细胞线粒体功能来减少肠道细胞凋亡。

为揭示IVA调控线粒体功能的上游信号枢纽，我们借助网络药理学进行分析，其预测结果为向PPARγ信号通路。PPARγ是一种重要的核受体，已知其激活可调控线粒体生物合成、抑制炎症并影响细胞存活^{［13， 35］}。Zang等^［36］研究发现：益生菌Lactobacillus plantarum，可以通过过调节肠道微生物群激活PPARγ并抑制MAPKs/NF-κB来缓解结肠炎。研究发现：秦玉清常煎剂通过激活PPAR-γ信号，抑制对DSS诱导的结肠炎^［37］。本研究通过Western blotting实验验证了网络药理学的预测：IVA处理能显著上调结肠组织及肠上皮细胞中PPARγ的蛋白表达。这说明了IVA通过PPARγ来改善线粒体功能、抑制炎症与细胞凋亡。为进一步验证IVA的作用是否依赖于PPARγ，我们在NCM460细胞中加入PPARγ拮抗剂GW9662。结果表明，GW9662可显著削弱IVA对线粒体功能的改善作用，并逆转其对细胞凋亡及屏障蛋白的保护效应。这证实IVA通过激活PPARγ发挥其保护作用，PPARγ是IVA下游的关键靶点。结合网络药理学预测与拮抗剂实验结果，我们认为IVA通过上调PPARγ表达，改善线粒体代谢功能，进而抑制肠上皮细胞凋亡并修复肠屏障，最终缓解DSS诱导的结肠炎。我们由此提出，IVA可能通过上调PPARγ表达，综合性地改善线粒体代谢、减轻炎症应激并稳定细胞存活状态，从而达到减轻肠炎的目的。

综上所述，本研究阐明了IVA可通过激活PPARγ信号改善线粒体功能抑制肠上皮细胞凋亡，最终缓解DSS诱导结肠炎，为天然酚酸类化合物治疗UC提供实验依据。

参考文献

[1] 杨翠萍, 陈 平. 全球炎症性肠病的流行趋势分析及诊治现状[J]. 诊断学理论与实践, 2025, 24(4): 373-82. doi：10.16150/j.1671-2870.2025.04.003

[2] Buie MJ, Quan J, Windsor JW, et al. Global hospitalization trends for Crohn's disease and ulcerative colitis in the 21st century: a systematic review with temporal analyses[J]. Clin Gastroenterol Hepatol, 2023, 21(9): 2211-21.

[3] Hracs L, Windsor JW, Gorospe J, et al. Global evolution of inflammatory bowel disease across epidemiologic stages[J]. Nature, 2025, 642(8067): 458-66.

[4] Abbas A, Di Fonzo DMP, Wetwittayakhlang P, et al. Management of ulcerative colitis: where are we at and where are we heading?[J]. Expert Rev Gastroenterol Hepatol, 2024, 18(10): 567-74. doi：10.1080/17474124.2024.2422370

[5] Vieujean S, Louis E. Precision medicine and drug optimization in adult inflammatory bowel disease patients[J]. Therap Adv Gastroenterol, 2023, 16: 17562848231173331. doi：10.1177/17562848231173331

[6] Wan Y, Yang L, Jiang S, et al. Excessive apoptosis in ulcerative colitis: crosstalk between apoptosis, ROS, ER stress, and intestinal homeostasis[J]. Inflamm Bowel Dis, 2022, 28(4): 639-48. doi：10.1093/ibd/izab277

[7] Jiang YT, Chen J, Du YY, et al. Immune modulation for the patterns of epithelial cell death in inflammatory bowel disease[J]. Int Immunopharmacol, 2025, 154: 114462. doi：10.1016/j.intimp.2025.114846

[8] Santhanam S, Venkatraman A, Ramakrishna BS. Impairment of mitochondrial acetoacetyl CoA thiolase activity in the colonic mucosa of patients with ulcerative colitis[J]. Gut, 2007, 56(11): 1543-9. doi：10.1136/gut.2006.108449

[9] Fu SC, Qu JY, Li LX, et al. Excessive mitochondrial fission suppresses mucosal repair by impairing butyrate metabolism in colonocytes[J]. Inflamm Bowel Dis, 2024, 30(1): 114-24. doi：10.1093/ibd/izad132

[10] Zhou JP, Xi YT, Wu T, et al. A potential therapeutic approach for ulcerative colitis: targeted regulation of mitochondrial dynamics and mitophagy through phytochemicals[J]. Front Immunol, 2025, 15: 1506292. doi：10.3389/fimmu.2024.1506292

[11] Choo MZY, Chua JAT, Lee SXY, et al. Privileged natural product compound classes for anti-inflammatory drug development[J]. Nat Prod Rep, 2025, 42(5): 856-75. doi：10.1039/d4np00066h

[12] Cheng SY, Chen WJ, Guo ZZ, et al. Paeonol alleviates ulcerative colitis by modulating PPAR-γ and nuclear factor-κB activation[J]. Sci Rep, 2024, 14(1): 18390. doi：10.1038/s41598-024-68992-6

[13] Huang SY, Jin YM, Zhang LW, et al. PPAR gamma and PGC-1alpha activators protect against diabetic nephropathy by suppressing the inflammation and NF-kappaB activation[J]. Nephrology, 2024, 29(12): 858-72. doi：10.1111/nep.14381

[14] Kim JT, Li C, Weiss HL, et al. Regulation of ketogenic enzyme HMGCS₂ by Wnt/β-catenin/PPARγ pathway in intestinal cells[J]. Cells, 2019, 8(9): 1106. doi：10.3390/cells8091106

[15] Dou XT, Xiao JH, Jin ZL, et al. Peroxisome proliferator-activated receptor-γ is downregulated in ulcerative colitis and is involved in experimental colitis-associated neoplasia[J]. Oncol Lett, 2015, 10(3): 1259-66. doi：10.3892/ol.2015.3397

[16] Bashiri K, Mattar MC, Meighani A, et al. Peroxisome proliferator-activated receptors in inflammatory bowel disease: linking immunometabolism, lipid signaling, and therapeutic potential[J]. Intest Res, 2026, 24(1): 11-26. doi：10.5217/ir.2025.00090

[17] Chen XQ, Hu CJ, Shu ZH, et al. Isovanillic acid protects mice against Staphylococcus aureus by targeting vWbp and Coa[J]. Future Microbiol, 2023, 18: 735-49. doi：10.2217/fmb-2022-0219

[18] Swislocka R, Kowalczyk N, Dabrowska A, et al. Spectroscopic, antioxidant and cytotoxicity studies of vanillic acids[J]. Sci Rep, 2025, 15(1): 31396. doi：10.1038/s41598-025-13965-6

[19] Bharat D, Cavalcanti RRM, Petersen C, et al. Blueberry metabolites attenuate lipotoxicity-induced endothelial dysfunction[J]. Mol Nutr Food Res, 2018, 62(2). DOI:10.1002/mnfr.201700601 .

[20] Lei L, Wang J, Wang JJ, et al. Quercetin boosts gut microbiota-driven production of isovanillic acid to alleviate colitis via enhancing intestinal barrier function[J]. Curr Res Food Sci, 2025, 11: 101183. doi：10.1016/j.crfs.2025.101183

[21] Roselli M, Maruszak A, Grimaldi R, et al. Galactooligosaccharide treatment alleviates DSS-induced colonic inflammation in caco-2 cell model[J]. Front Nutr, 2022, 9: 862974. doi：10.3389/fnut.2022.862974

[22] Wirtz S, Popp V, Kindermann M, et al. Chemically induced mouse models of acute and chronic intestinal inflammation[J]. Nat Protoc, 2017, 12(7): 1295-309. doi：10.1038/nprot.2017.044

[23] 张 敏, 刘生宝, 张 诺, 等. 改进型“瑞士卷”法在小鼠肠道组织切片中的应用[J]. 中华病理学杂志, 2024, 53(4): 393-7.

[24] Chougule PR, Sangaraju R, Patil PB, et al. Effect of ethyl gallate and propyl gallate on dextran sulfate sodium (DSS)-induced ulcerative colitis in C57BL/6 J mice: preventive and protective[J]. Inflammopharmacology, 2023, 31(4): 2103-20. doi：10.1007/s10787-023-01254-5

[25] Niu YX, Li AH, Xu WH, et al. Platelet activation stimulates macrophages to enhance ulcerative colitis through PF4/CXCR3 signaling[J]. Int J Mol Med, 2025, 55(5). DOI:10.3892/ijmm.2025.5519 .

[26] Li RF, Sun Y, Kelsang D, et al. Butyrate ameliorates DSS-induced ulcerative colitis in mice by facilitating autophagy in intestinal epithelial cells and modulating the gut microbiota through blocking the PI3K-AKT-mTOR pathway[J]. PLoS One, 2025, 20(12): e0337214. doi：10.1371/journal.pone.0337214

[27] Yu KQ, Peng H, Zhang ZC, et al. Long non-coding RNA ANRIL/p65 negative feedback loop protects intestinal barrier function in inflammatory bowel disease[J]. Noncoding RNA Res, 2025, 12: 167-79. doi：10.1016/j.ncrna.2025.03.002

[28] Jiang ZH, Wang Y, Gong JF, et al. An Aeromonas variant that produces aerolysin promotes susceptibility to ulcerative colitis[J]. Science, 2025, 390(6775): eadz4712. doi：10.1126/science.adz4712

[29] Huang PX, Yang YQ, Lian JW, et al. Neutrophils disrupt the intestinal barrier via IL-22/TGF-β/Mmp9 axis in the zebrafish model of inflammatory bowel disease[J]. J Genet Genomics, 2025, 52(7): 962-5. doi：10.1016/j.jgg.2025.04.012

[30] Zeng ZW, Shi YM, Cai YH, et al. PHLDA1 protects intestinal barrier function via restricting intestinal epithelial cells apoptosis in inflammatory bowel disease[J]. Exp Cell Res, 2024, 443(1): 114322. doi：10.1016/j.yexcr.2024.114322

[31] Wu JC, Xu XQ, Duan JQ, et al. EFHD2 suppresses intestinal inflammation by blocking intestinal epithelial cell TNFR1 internalization and cell death[J]. Nat Commun, 2024, 15(1): 1282. doi：10.1038/s41467-024-45539-x

[32] Huang J, Li J, Geng ZJ, et al. Cynaroside ameliorates TNBS-induced colitis by inhibiting intestinal epithelial cell apoptosis via the PI3K/AKT signalling pathway[J]. Front Pharmacol, 2025, 15: 1496068. doi：10.3389/fphar.2024.1496068

[33] 牛民主, 殷丽霞, 段 婷, 等. 川续断皂苷Ⅵ通过抑制PI3K/AKT/NF-κB通路拮抗肠上皮细胞凋亡缓解TNBS诱导的小鼠克罗恩病样结肠炎[J]. 南方医科大学学报, 2024, 44(12): 2335-46.

[34] Zhang YF, Fan MY, Bai QR, et al. Precision therapy for ulcerative colitis: insights from mitochondrial dysfunction interacting with the immune microenvironment[J]. Front Immunol, 2024, 15: 1396221. doi：10.3389/fimmu.2024.1396221

[35] Liu L, Song FH, Gao SJ, et al. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma: a promising therapeutic target for the treatment of chronic pain[J]. Brain Res, 2025, 1850: 149366. doi：10.1016/j.brainres.2024.149366

[36] Zang RX, Zhou R, Li YD, et al. The probiotic Lactobacillus plantarum alleviates colitis by modulating gut microflora to activate PPARγ and inhibit MAPKs/NF-κB[J]. Eur J Nutr, 2024, 64(1): 32. doi：10.1007/s00394-024-03520-w

[37] Xu F, Hu JY, Li YN, et al. Qin-Yu-Qing-Chang decoction reshapes colonic metabolism by activating PPAR‑γ signaling to inhibit facultative anaerobes against DSS-induced colitis[J]. Chin Med, 2024, 19(1): 130. doi：10.1186/s13020-024-01006-9

基金资助

安徽省卫生健康委科研项目(AHWJ2024Aa40007)

安徽省临床医学研究转化专项(202427b10020093)

安徽省临床医学研究转化专项(202427b10020088)

蚌埠医科大学研究生创新计划项目(Byycx25004)

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