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Introduction

花色苷（Anthocyanin）是一種多酚類植物化學(xué)物廣泛存在于深色漿果、蔬菜中。作為一種重要的生物活性物質(zhì)，人群、細(xì)胞和實驗動物研究均表明，富含花色苷的食物或提取物具有抗氧化和抗炎的能力。小腸（SI）作為花色苷消化、吸收的重要器官，在對花色苷的現(xiàn)有研究中，研究花色苷對腸道屏障功能作用的研究較少。雖然也有研究探討膳食花色苷對腸道屏障功能作用，但指標(biāo)較為單一，如僅研究花色苷在腸道中的吸收生物活性，或花色苷對腸道通透性的影響，遠(yuǎn)不能系統(tǒng)的闡明花色苷對腸道屏障功能的作用。花色苷作為具有強(qiáng)大抗炎能力的安全、天然植物化學(xué)物，其能否通過發(fā)揮對腸道的免疫反應(yīng)影響腸道屏障功能尚不清楚，其具體的作用機(jī)制亟待研究。

本研究探討了花色苷對高脂高膽固醇（HFHC）誘導(dǎo)的腸道屏障功能障礙的影響，在此基礎(chǔ)上研究了花色苷對腸道免疫功能和腸道屏障完整性的影響，包括對某些T細(xì)胞亞型的比例和炎癥因子水平變化的機(jī)制觀察。本研究結(jié)果進(jìn)一步提示腸道免疫細(xì)胞的激活可能是腸道屏障功能障礙的重要發(fā)病機(jī)制，花色苷可通過調(diào)控STAT3-Th17-IL17A通路改善高脂飲食小鼠腸道屏障功能。

Results and Discussion

花色苷對高脂高膽固醇飲食喂養(yǎng)小鼠小腸屏障的影響

為探索花色苷對HFHC誘導(dǎo)的腸道屏障功能障礙的影響，本研究首先以正常飼料（NCD）喂養(yǎng)為對照組，高脂高膽固醇飼料（HFHC）喂養(yǎng)為模型組，以及HFHC加不同劑量花色苷（0.8，4，20，100，500 mg/kg B.W.）拌飼喂養(yǎng)作為干預(yù)組（以下簡稱HFHC+A_濃度）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)20 mg/kg B.W.花色苷組開始，腸絨毛和隱窩破壞均有一定程度的減輕，炎癥細(xì)胞浸潤有所改善，其中500 mg/kg B.W.花色苷組較低濃度花色苷組腸絨毛和隱窩結(jié)構(gòu)更趨于正常，炎癥細(xì)胞浸潤基本消失（圖1A-D）。阿利新藍(lán)染色顯示花色苷干預(yù)后，杯狀細(xì)胞數(shù)量升高（圖1E-F）。

圖1 花色苷改善HFHC模型小鼠腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)以及增強(qiáng)杯狀細(xì)胞粘蛋白2的分泌

20 mg/kg B.W.花色苷開始能顯著降低HFHC干預(yù)小鼠血清中LPS和LBP含量（圖2A-B）。此外，免疫熒光、RT-qPCR和Western blot結(jié)果均顯示，花色苷干預(yù)能顯著呈劑量效應(yīng)改善由HFHC引起的緊密連接蛋白表達(dá)的降低（圖2C-E）。提示花色苷能有效改善腸道機(jī)械屏障功能（維持腸道結(jié)構(gòu)完整、降低腸道通透性以及維持腸道上皮穩(wěn)態(tài)）

圖2 花色苷改善HFHC誘導(dǎo)的內(nèi)毒素血癥和腸道通透性

花色苷降低高脂高膽固醇飲食喂養(yǎng)小鼠腸道Th17細(xì)胞浸潤及Th17相關(guān)細(xì)胞因子的分泌

從IEL、LPL、PPs和MLN分離的淋巴細(xì)胞中進(jìn)行CD4+和IL-17A的細(xì)胞染色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與NCD喂養(yǎng)的小鼠相比，HFHC喂養(yǎng)的小鼠SI中CD4+IL17A+染色增加。在IEL、LPL、PPs和MLN中，花色苷以劑量依賴的方式恢復(fù)了CD4+IL17A+陽性染色的細(xì)胞群體的比例（圖3A-B）。我們進(jìn)一步檢測了SI中IL-17A的mRNA和蛋白表達(dá)，發(fā)現(xiàn)HFHC小鼠的腸道IL-17A表達(dá)顯著升高，而花色苷降低了小腸組織中IL-17A蛋白的水平（圖3C-D）。

圖3 花色苷抑制HFHC小鼠腸道T細(xì)胞浸潤及Th17相關(guān)細(xì)胞因子的分泌

花色苷抑制高脂高膽固醇飲食喂養(yǎng)小鼠腸道STAT3磷酸化

接下來，我們探索花色苷在改善HFHC誘導(dǎo)的腸道促炎免疫失調(diào)狀態(tài)中的潛在潛在潛在機(jī)制。結(jié)果顯示，與NCD組相比，HFHC小鼠SI中STAT3信號的表達(dá)增加，而花色苷干預(yù)顯著抑制STAT3 Tyr705磷酸化（圖4A-B）。

圖4 花色苷抑制HFHC喂養(yǎng)小鼠腸道STAT3磷酸化

花色苷通過STAT3-Th17-IL17A改善高脂飲食喂養(yǎng)小鼠的腸道屏障功能

為進(jìn)一步闡明花色苷通過調(diào)節(jié)p-STAT3/Th17發(fā)揮對高脂飲食喂養(yǎng)小鼠的腸道屏障功能的保護(hù)作用。向小鼠腹膜內(nèi)注射AG490（500 mg/小鼠）以在體內(nèi)選擇性抑制p-STAT3。結(jié)果顯示，花色苷干預(yù)對腸道緊密連接蛋白的恢復(fù)效果較AG490干預(yù)弱。相比HFD+AG490組，當(dāng)花色苷和AG490同時干預(yù)時，并無顯示出更強(qiáng)的恢復(fù)效果（圖5A）。免疫熒光檢測腸道緊密連接蛋白的結(jié)果中也觀察到了相同的趨勢（圖5B）。與HFD組相比，花色苷和抑制劑AG490單獨(dú)干預(yù)組中的杯狀細(xì)胞數(shù)量均有所上升，其中以AG490干預(yù)組的效果更好，HFD+AG490組和HFD+AG490+花色苷組比較，兩組杯狀細(xì)胞數(shù)量無顯著差異（圖5C）。

圖5 花色苷通過STAT3-Th17-IL17A改善高脂飲食喂養(yǎng)小鼠的腸道屏障功能

Conclusion

本研究表明，花色苷可能通過調(diào)節(jié)STAT3/Th17-IL17A通路，對HFHC飲食誘導(dǎo)的腸道損傷和炎癥（特別是導(dǎo)致通透性增加的腸道屏障功能障礙）具有保護(hù)作用。

Anthocyanin attenuates disturbance of intestinal barrier in high fat-high cholesterol diet-challenged mice through regulating the response of T helper 17 cells

Qiannan Liua,#, Juan Pangb,#, Yi Tangc, Yiran Youa, Jiaxin Mia, Jinghe Xiaoa, Yu Chena, Wenhua Linga,d,*

a Department of Nutrition, School of Public Health, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510000, China

b Laboratory of Clinical Pharmacy and Adverse Drug Reaction, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu 610000, China

c Department of Nutrition, The First People's Hospital of Zhaoqing, Zhaoqing 526000, China

d Guangdong Provincial Key Laboratory of Food, Nutrition and Health, Guangzhou 510000, China

# Both authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

Anthocyanin, as a typical food bioactive molecule, is capable of reversing inflammatory, oxidative and allergic condition thus contributes to intestinal health. We were wondering whether anthocyanin has influence on the infiltration of inflammatory cells into the intestinal mucosa and thus help enhancing intestinal barrier which could be damaged in some metabolic diseases. In this study, the influence of anthocyanin (administered orally) on the alterations (including structure and permeability) of the intestinal mucosa in mice in response to a high fat-high cholesterol (HFHC) diet was investigated. Primary T helper 17 (Th17) cells were isolated from mouse intestine tissues to observe the modulatory role of anthocyanin through the transcription phosphorylated STAT3 (p-STAT3). The results indicated that anthocyanin significantly alleviated HFHC-induced impairment in the intestinal structures and permeability in a dose-dependent manner; moreover, anthocyanin appeared to inhibit HFHC induced the expression of p-STAT3, thereby disturbing Th17 cell differentiation. In high-fat diet (HFD, cholesterol level non-modified)-challenged mice selective p-STAT3 inhibitor significantly reversed the effects of anthocyanin, which were decreased amount of interleukin (IL)-17A (produced and released from Th17 cells) and the protected intestinal structure/function. In summary, the results of this study suggest that anthocyanin may attenuate the damage of intestinal barrier in HFHC mice through regulating intestinal STAT3-Th17-IL-17A signal transduction pathway.

Reference:

LIU Q N, PANG J, TANG Y, et al. Anthocyanin attenuates disturbance of intestinal barrier in high fat-high cholesterol diet-challenged mice through regulating the response of T helper 17 cells[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(1): 9250024. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250024.

本文編譯內(nèi)容由作者提供

編輯：梁安琪；責(zé)任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創(chuàng)意

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