原文标题：Mechanisms of Baicalin Alleviates Intestinal Inflammation: Role of M1 Macrophage Polarization and Lactobacillus amylovorus

中文标题：黄芩苷缓解肠道炎症的机制：M1巨噬细胞极化和淀粉样乳杆菌的作用

文章作者：张顺芬，钟儒清，周苗，李凯，吕慧源，王慧欣，许叶，刘达丹，马秋刚，陈亮*，张宏福*

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202415948

      近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所/畜禽营养与饲养全国重点实验室家畜营养与调控科技创新团队在国际知名学术期刊《Advanced Science》(中科院一区Top，影响因子14.3)发表了论文《黄芩苷缓解肠道炎症的机制：M1巨噬细胞极化和淀粉样乳杆菌的作用》（Mechanisms of Baicalin Alleviates Intestinal Inflammation: Role of M1 Macrophage Polarization and Lactobacillus amylovorus）揭示了黄芩苷通过调节巨噬细胞极化和食淀粉乳杆菌定植缓解仔猪细菌性肠道炎症的效果及作用机制，为开发基于植物天然功能成分黄芩苷和益生菌的新型饲料添加剂提供重要理论依据。团队博士研究生张顺芬、钟儒清副研究员为共同第一作者，张宏福研究员、陈亮研究员为通讯作者。

      仔猪因肠道发育尚不健全，特别是在断奶应激期易受大肠杆菌等致病菌侵袭，引发肠道炎症，导致腹泻。肠道炎症会降低饲料转化率，阻碍营养物质的消化吸收，导致仔猪体重增长受阻，增加饲养成本。细菌性肠道炎症也是全球普遍存在的健康问题，对公共卫生构成重大威胁。抗生素是目前治疗肠道炎症的主要手段，但在防控断奶仔猪腹泻过程中，其滥用已导致耐药性问题日益严重。在此背景下，开发兼具抗炎功效与微生态调节作用的新型替代方案，已成为实现畜牧业可持续发展的重要研究方向。中药有效成分具有多种生物活性，既能抗炎、抑菌、预防疾病，又能提高动物自身抵抗疾病的能力。黄芩作为传统中药材具有抗疟止泻功效，但其主要活性成分黄芩苷的抗炎抑菌作用机制尚未明晰。本研究构建大肠杆菌感染仔猪肠道炎症模型，探究黄芩苷缓解仔猪肠道炎症的效果及机制。

      研究发现大肠杆菌感染显著上调炎症反应、Th17细胞分化、趋化因子和巨噬细胞极化相关基因（CD163、TLR9、MHC II、IL1β、IL12B、IL10RA）的表达。黄芩苷显著改善了大肠杆菌引起的仔猪结肠形态损伤，调节Th17细胞分化相关基因的表达，降低IL-1β的表达量，增加IL-10的表达量。同时，黄芩苷显著调节CD163、FOXP3、RORγt、CD25和IL-17F的表达。进一步利用脂多糖构建的巨噬细胞炎症模型揭示黄芩苷可通过TLR4/IRF/STAT途径抑制M1型巨噬细胞极化，进而抑制肠道炎症反应。黄芩苷显著抑制TLR2/4、STAT3、IRF8、CD86的表达，上调STAT1、STAT2、IRF4、IRF7的表达，并降低NLRP3和IL-1β的蛋白表达。基于肠道微生物组和代谢组学分析，首次发现黄芩苷上调了仔猪肠道食淀粉乳杆菌丰度，提高了白杨素、乳酸和吲哚等关键代谢物水平。研究从仔猪结肠中成功分离了Lactobacillus amylovorus SKLAN202301ZF新型菌株，验证了该菌株及关键代谢产物白杨素通过抑制M1型巨噬细胞极化缓解大肠杆菌所致肠道炎症的效果。具体来说，补充Lactobacillus amylovorus SKLAN202301ZF显著增加小鼠体重、结肠长度和隐窝深度，降低结肠炎性评分和上皮损伤评分，降低炎性因子NLRP3、IL-1β、IL-17A、IL-17F和IL-18的表达，抑制巨噬细胞极化相关基因TLR2、TLR3、TLR4、IRF8、IRF9、CD86和TLR信号调节因子Unc93b1的表达。体外细胞试验结果显示，Lactobacillus amylovorus SKLAN202301ZF及其培养上清液显著抑制TLLR4、CD86和IL-1β的表达，促进CD163的表达。

      本研究阐明了传统中药活性成分黄芩苷与食淀粉乳杆菌协同缓解细菌性肠炎的作用机制，为开发维护仔猪肠道健康的饲料添加剂提供了理论支撑，助力中草药天然功能成分新产品研发。

作者简介

张顺芬，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所家畜营养与调控创新团队21级博士研究生，主要从事天然功能成分对肠道免疫及肠道健康的影响等研究，以第一作者在《Advanced Science》、《Pharmacological Research》、《Journal of Animal Science and Biotechnology》和《Journal of Functional Foods》等期刊发表论文9篇。

钟儒清，博士，副研究员。主要从事猪禽饲料养分效价精准评估与高效利用、乳仔猪肠道免疫发育与早期营养干预领域研究工作。为畜禽营养与饲养全国重点实验室/中国农业科学院北京畜牧兽医研究所家畜营养与调控创新团队科研骨干。先后主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金青年项目、中国农业科学院所级重点任务等7项，申请国家发明专利11件。《中国猪业》杂志编委。

通讯作者

陈亮，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员，博士生导师。国家高层次人才青年拔尖人才、农科英才领军B类人才。现任畜禽营养与饲养全国重点实验室办公室主任，家畜营养与调控科技创新团队首席，全国动物营养指导委员会猪营养分会委员。长期从事猪营养与饲料高效利用研究，先后以第一或通讯作者发表在Gut、Microbiome、Carbohydrate Polymers等领域著名期刊上发表SCI论文37篇；授权发明专利6项；参编著作5部。曾获得天津市科技进步二等奖3项（2项排第2、1项排第3）、神农中华农业科技奖一等奖1项（排第5）、优秀创新团队奖1项（排第9），2020颐和青年创新奖。ASAS、CSAS和ASMS会员，AROH、Frontiers in Nutrition、Frontiers in Veterinary Science、《中国农业科学》《中国猪业》等期刊编委。

张宏福，男，博士生导师，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所二级研究员，中国农业科学院农科英才领军人才、生猪产业专家团团长、《中国猪业》杂志主编，现任畜禽营养与饲养全国重点实验室常务副主任、农业农村部动物营养与饲料学重点实验室主任。自“九五”起先后主持国家科技攻关、重点研发、863计划，国家自然科学基金，国家科技重大专项项目/课题等各类项目/课题30余项。以第一完成人成果获国家科技进步二等奖1项，省部一等奖3项、二等奖2项。