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Introduction

便秘是一種常見的消化系統(tǒng)疾病。每年約有11%~20%的成年人患有便秘。根據(jù)病因，便秘可分為器質(zhì)性便秘和慢傳輸性便秘（STC）。慢傳輸性便秘是指除腸易激綜合征外，無器質(zhì)性病因、結(jié)構(gòu)異?；虼x紊亂的慢性便秘。其主要臨床癥狀包括排便次數(shù)減少、糞便干燥、排便困難和排便不盡。長期便秘可引起痔瘡、肛裂等肛腸疾病并發(fā)癥，增加高血壓、心腦血管疾病的死亡率和結(jié)腸癌的患病率。

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)為分析海量生物學(xué)數(shù)據(jù)、搭建從數(shù)據(jù)到知識的橋梁提供了新的思路和方法。作為系統(tǒng)分析的一種手段，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)可以從多個(gè)層面研究基因、靶點(diǎn)和信號通路，具有潛在的現(xiàn)實(shí)意義。

辣木葉對健康有多種益處，包括降血脂和血糖、抗氧化、抗菌、抗癌和抗炎等。辣木葉作為一種傳統(tǒng)藥用植物，在民間常被用于緩解便秘，但其通便活性的物質(zhì)基礎(chǔ)及其作用機(jī)制仍不明確，有待進(jìn)一步研究。

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)盛軍教授、田洋教授等在本文以辣木葉為研究對象，利用慢傳輸便秘（STC）小鼠模型和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等手段，系統(tǒng)地探討了辣木葉緩解便秘的潛在活性成分及其作用機(jī)制。

Results and Discussion

辣木葉水提取物（MOA) 可緩解洛哌丁胺誘導(dǎo)的小鼠 STC 癥狀

通過洛哌丁胺誘導(dǎo)的小鼠 STC 模型評估了 MOA 的治療效果。與洛哌丁胺組相比，MMOA 組（600 mg/kg BW）和 HMOA 組（900 mg/kg BW）小鼠的首粒排黑便時(shí)間（FBST） 分別下降了 40.3% 和 46.3%（圖1B，P＜0.01）。中、高劑量的MOA明顯增加了糞便含水量（FWC）（圖1E和1F）。

圖1MOA對功能性便秘的緩解作用

辣木葉水提醇溶物(ASP) 是 MOA 發(fā)揮潤腸通便活性的關(guān)鍵組分

小分子活性成分能在便秘過程中發(fā)揮重要作用。作為一種含有大量類黃酮、多酚和氨基酸的復(fù)合物，ASP 可能具有改善 STC 的潛在價(jià)值。通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn) ASP 能明顯縮短洛哌丁胺誘導(dǎo)的 STC 小鼠的 FBST（圖2A），并能增加胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)率（GTR）（圖2E 和 2I），而糞便粒數(shù)（FN）和糞便質(zhì)量（FW）及糞便含水量（FWC）則無明顯變化（圖2B-D）。

圖2ASP對功能性便秘的緩解作用

基于植物廣泛靶向代謝組學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的ASP成分分析

為了探索 ASP 改善便秘的關(guān)鍵成分，利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)對潛在的通便信號通路進(jìn)行全面分析（圖3B）。重點(diǎn)研究了神經(jīng)活性配體-受體相互作用信號通路。根據(jù)相對豐度最高且神經(jīng)活性配體-受體富集靶點(diǎn)較多的情況，推測L-苯丙氨酸（Phe）可能是 ASP 和 MOA 在緩解便秘方面的重要成分。接下來，利用 KEGG 數(shù)據(jù)庫對這些靶標(biāo)進(jìn)行了分析。有趣的是，這4 個(gè)潛在靶點(diǎn)都屬于G 蛋白偶聯(lián)受體（GPCR），且所有靶點(diǎn)都與GPCR-MLC信號通路有關(guān)。這表明Phe可能通過GPCR-MLC信號通路緩解STC（圖3C）。

圖3預(yù)測和分析ASP目標(biāo)和信號通路

Phe能緩解洛哌丁胺誘導(dǎo)的功能性便秘

作者利用洛哌丁胺誘導(dǎo)的 STC 小鼠來觀察Phe的治療效果。與 LOP 組相比，HPhe組（高劑量Phe）的FBST顯著減?。▓D 4A）。與 ASP 相似，Phe對FN或FW沒有顯著影響（圖4B和 4C）。然而，Phe處理明顯增加了STC小鼠的糞便含水量（FWC）（圖4D和4E）。胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)試驗(yàn)顯示了食物在整個(gè)胃腸道系統(tǒng)中的傳播速度，尤其是蠕動(dòng)頻率。隨著濃度劑量的增加，Phe組小鼠的胃腸轉(zhuǎn)運(yùn)率迅速增加，與LOP組相比明顯提高（圖 4F-4H）。

圖4Phe對功能性便秘的緩解作用

Phe通過調(diào)節(jié)GPCR-MLC信號通路緩解功能性便秘

目前，Phe緩解便秘的機(jī)制仍未明確。通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析獲得了Phe通便的潛在靶點(diǎn)，并注意到這些靶點(diǎn)位于GPCR-MLC信號通路。隨后，通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Phe可上調(diào)TACR1的 mRNA 表達(dá)（圖 5A），下調(diào)腸道中的ADRA2A和ADRA2B的mRNA表達(dá)（圖5C 和 5D），進(jìn)而上調(diào)Calm（圖 5E）和MYL9（圖 5F）的 mRNA 表達(dá)，從而促進(jìn)腸道收縮。

作為 P 物質(zhì)（SP）的受體，TACR1在促進(jìn)腸道運(yùn)動(dòng)方面發(fā)揮著重要作用。通過檢測血清中SP的含量，發(fā)現(xiàn)STC小鼠血清中SP的含量明顯降低（P < 0.05），而HPhe組的SP含量明顯高于模型組（P < 0.05，圖 5G）。平滑肌的調(diào)節(jié)MLC由MYL9（又名 MLC2）編碼。MYL9在胃腸道平滑肌的收縮中發(fā)揮著重要作用。如圖5H-5I 所示，洛哌丁胺處理可顯著抑制STC小鼠回腸中 MYL9 的表達(dá)，而Phe處理可逆轉(zhuǎn)這一變化，從而促進(jìn)腸道運(yùn)動(dòng)。作為一種重要的神經(jīng)遞質(zhì)，去甲腎上腺素/去甲腎上腺素（NA/NE）也是 Phe 在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物。去甲腎上腺素/去甲腎上腺素（NA/NE）可通過作用于其受體增加細(xì)胞內(nèi)鈣的濃度，從而促進(jìn)腸道收縮。NA/NE 的濃度可受Phe調(diào)節(jié)，其在血清中的含量隨 Phe 劑量的增加而增加（圖 5J）。數(shù)據(jù)表明，Phe可通過促進(jìn)胃腸道神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，激活與腸道運(yùn)動(dòng)相關(guān)的運(yùn)動(dòng)因子，進(jìn)而激活GPCR-MLC信號通路，從而促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，緩解便秘癥狀。

圖5Phe緩解功能性便秘的作用機(jī)制

Conclusion

辣木葉水提取物（MOA）具有良好的通便活性，其70%的醇溶提取物（ASP）也具有顯著的通便活性（P < 0.01）。網(wǎng)絡(luò)藥理預(yù)測結(jié)果表明，L-苯丙氨酸（Phe）是 ASP 的關(guān)鍵化合物，可通過速激肽受體 1（TACR1）和三種腎上腺素能受體（包括α-1a（ADRA1A）、α-2a（ADRA2A）和α-2b（ADRA2B））緩解便秘。進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Phe 能明顯促進(jìn)胃腸道蠕動(dòng)。Phe可通過增強(qiáng)物質(zhì)P（SP）的釋放和上調(diào)回腸中TACR1的mRNA表達(dá)來緩解STC。重要的是，Phe還可能通過下調(diào) ADRA2A 和 ADRA2B，上調(diào)鈣調(diào)蛋白以及腸道中肌球蛋白輕鏈9 (MYL9) 的 mRNA 和蛋白表達(dá)，從而激活GPCR-MLC信號通路，促進(jìn)腸道運(yùn)動(dòng)。這些結(jié)果為辣木葉和Phe在便秘中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

第一作者簡介

李思錦，碩士。云南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院2020級碩士研究生。主要研究方向?yàn)樗幨惩促Y源利用與開發(fā)。2022年進(jìn)入滇西應(yīng)用技術(shù)大學(xué)從事教學(xué)科研工作。目前主要承擔(dān)滇西應(yīng)用技術(shù)大學(xué)普洱茶學(xué)院本科生《功能性食品》、《食品生物化學(xué)》等課程的教學(xué)工作。

高曉余，男，1985年生，博士，副研究員，碩士研究生導(dǎo)師。2009年碩士畢業(yè)于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥學(xué)專業(yè)，2017年博士畢業(yè)于吉林大學(xué)微生物與生化藥學(xué)專業(yè)。2009年參加工作，2018年進(jìn)入云南農(nóng)業(yè)大學(xué)從事教學(xué)科研工作。2022年入選云南省“興滇英才支持計(jì)劃”青年人才，并獲得科研經(jīng)費(fèi)支持。主持或參與國家級和省部級項(xiàng)目10余項(xiàng)。目前主要承擔(dān)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科生《食品毒理學(xué)》、《食品生物化學(xué)》等課程的教學(xué)工作；主要從事云南特色食（藥）品活性成分與腸道菌群互作關(guān)系研究，熟悉本領(lǐng)域國際最新動(dòng)態(tài)和進(jìn)展，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表研究性論文20多篇，代表性SCI論文分別發(fā)表在mSystems, Food Science and Human wellness，F(xiàn)rontiers in Immunology, Applied Microbiology and Biotechnology 和Infection and Immunity等國際學(xué)術(shù)期刊。

通信作者簡介

盛軍，二級教授，日本大阪大學(xué)博士，原衛(wèi)生部長春生物制品研究所所長、原云南農(nóng)業(yè)大學(xué)校長、云南省高原特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)研究院院長；現(xiàn)任中國微生物學(xué)會(huì)常務(wù)理事，云南省微生物學(xué)會(huì)理事長，教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員。長期從事食藥資源組學(xué)研究、功能機(jī)理解析和成果轉(zhuǎn)化，在植物基食品組學(xué)、功能活性成分解析以及精準(zhǔn)營養(yǎng)產(chǎn)品上取得系列成果。破譯特色植物資源基因組，構(gòu)建了國際上首個(gè)食藥同源資源跨組學(xué)數(shù)據(jù)；創(chuàng)建跨界物種植物多酚生物合成大數(shù)據(jù)，揭示植物基食物多酚調(diào)節(jié)代謝免疫機(jī)制。建立了植物基功能組分定向發(fā)酵富集技術(shù)，創(chuàng)新集成工藝裝備，建成普洱茶、辣木、核桃等深加工技術(shù)體系，研制系列新產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。獲授權(quán)專利73件，發(fā)表論文309篇（SCI論文160篇），以第一或通訊作者在Science、Nature Communications、Molecular Plant等雜志上發(fā)表論文138篇，出版學(xué)術(shù)著作4 部。獲吉林省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、云南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、云南省科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、云南省科學(xué)技術(shù)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、世界茶業(yè)大會(huì)普洱茶特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng)；入選云南省科技領(lǐng)軍人才、首批國家跨世紀(jì)百千萬人才工程國家級人選、全國優(yōu)秀科技工作者。

田洋，教授，博士生導(dǎo)師，長期從事食藥同源資源加工與高值化利用研究，圍繞辣木、核桃、三七、鐵皮石斛等生物資源，在組學(xué)數(shù)據(jù)解析與品質(zhì)形成機(jī)理、功能組分與功效機(jī)制、加工理論與技術(shù)創(chuàng)新等領(lǐng)域取得系列創(chuàng)新性成果，構(gòu)建營養(yǎng)健康導(dǎo)向的食藥同源資源設(shè)計(jì)加工與高值化利用技術(shù)體系，為食藥同源資源高值化開發(fā)利用提供新策略。主持建立食藥同源資源開發(fā)與利用教育部工程研究中心等科研平臺，獲國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系辣木產(chǎn)品加工崗位科學(xué)家，神農(nóng)青年英才支持計(jì)劃，云南省“興滇英才支持計(jì)劃”產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新人才，云南省“興滇英才支持計(jì)劃”食藥同源功能食品創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人，云南省青年科技獎(jiǎng)，中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)杰出青年獎(jiǎng)等。主持國家自然科學(xué)基金及省重大科技專項(xiàng)等10余項(xiàng)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文210余篇，以第一或通訊作者在Trends in Food Science & Technology、Food Hydrocolloids、International Journal of Biological Macromolecules等國際知名期刊發(fā)表SCI論文50余篇，授權(quán)國家專利65件，制定國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，出版著作或教材6部；榮獲云南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，梁希林業(yè)科學(xué)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，云南省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

Exploring the material basis and mechanism of

Moringa oleifera

in alleviating slow transit constipation based on network pharmacology and animal models

Sijin Lia,b,1, Xiaoyu Gaoa,b,1, Kaifeng Guob,c, Shuangfeng Liub,c, Weiqian Yangb,c, Yan Zhaod, Jun Shengc,*, Zhongbin Baie,*, Yang Tiana,b,c,*

a Yunnan Key Laboratory of Precision Nutrition and Personalized Food Manufacturing, Yunnan Agricultural University, Kunming 650500, China

b College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650500, China

c Engineering Research Center of Development and Utilization of Food and Drug Homologous Resources, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

d Department of Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

e

College of Veterinary Medicine, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

1These authors contribute equally.

*Corresponding authors.

Abstract

Moringa oleifera

have laxative effects, but their active compositions and mechanisms are not very clear thus far. To this end, we systematically explored the active components and mechanism of

M. oleifera

leaves in relieving constipation by using the slow transit constipation (STC) mouse model and network pharmacology. The results of animal experiments showed that

M. oleifera

aqueous extract (MOA) had good laxative activity, and its 70% alcohol soluble part (ASP) also showed significant laxative activity (

P

< 0.01). Network pharmacological prediction results suggested that

L

-phenylalanine (Phe) was the key compound of ASP, and it might relieve constipation through tachykinin receptor 1 (TACR1) and three kinds of adrenergic receptors, including α1A (ADRA1A), α2A (ADRA2A), and α2B (ADRA2B). Further animal experiment results showed that Phe significantly promoted gastrointestinal motility. Phe may relieve STC by enhancing the release of substance P (SP) and upregulating the mRNA expression of

TACR1

in the ileum. Importantly, Phe may also promote intestinal movement by downregulating the mRNA expression of

ADRA2A

and

ADRA2B

and upregulating the mRNA expression of

Calm

and the mRNA and protein expression of myosin light chain 9 in the ileum, thereby activating the G protein-coupled receptor-myosin light chain signaling pathway. These results lay a foundation for the application of

M. oleifera

and Phe in constipation.

Reference:

LI S J, GAO X Y, GUO K F, et al.Exploring the material basis and mechanism of

Moringa oleifera

in alleviating slow transit constipation based on network pharmacology and animal models[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(3): 9250059. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250059.

本文編譯內(nèi)容由作者提供

編輯：王佳紅；責(zé)任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創(chuàng)意