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文章背景簡介

BACKGROUND INTRODUCTION

近年來，環(huán)境中大氣顆粒物污染，特別是細顆粒物污染頻繁發(fā)生。PM2.5（顆粒物≤2.5 μm）具有粒徑小、表面積大、傳播距離遠、滯留時間長等特點，易進入肺泡末端，侵入血液和呼吸系統(tǒng)。此外，顆粒物污染與胃、腸道疾病之間存在聯(lián)系，接觸顆粒物會改變整個胃腸道微生物群，導(dǎo)致炎癥。因此，找到一種安全、低毒、有效的方法對于緩解 PM2.5引起的呼吸道疾病非常重要。臨床研究表明，腸道微生物群及其所處的微生態(tài)平衡在肺部疾病與胃腸道疾病的相互關(guān)聯(lián)中起到了橋梁作用。腸道菌群失衡與肺部疾病相互影響，一方面，腸道菌群失調(diào)會增加肺部疾病的風險；另一方面，當肺部感染造成肺部微生態(tài)紊亂時，腸道微生態(tài)也會遭到破壞。因此，改善腸道菌群失衡有助于緩解肺部疾病。目前，關(guān)于桔梗多糖（PRP）對PM2.5暴露誘導(dǎo)肺損傷影響的研究有限，特別是對肺部微生物群的影響尚不清楚。

桔梗 (Platycodon grandiflorus) 是多年生食用草本植物。其中桔梗根(PR)，是一種常見的蔬菜，用于制作配菜、泡菜和飲料。在東亞，PR是一種藥食同源的傳統(tǒng)中藥（藥食同源），具有宣肺止咳、化痰、利咽消腫等功效。已被收錄于中國、韓國、日本等多個國家的藥典中。多糖是桔梗中主要的生物活性成分之一，由于其廣泛的藥理學活性而引起人們的廣泛關(guān)注。有研究報道，PRP與桔梗皂苷D (PD)具有協(xié)同改善慢性支氣管炎的作用。目前，關(guān)于PRP功能的研究多集中在抗腫瘤、抗肥胖、抗氧化、免疫激活等方面，在PM2.5誘導(dǎo)的肺損傷中的保護效果和機制尚不清楚。

為了探討PRP對肺損傷的保護作用及其調(diào)控機制。天津科技大學王楠/黑龍江省中醫(yī)藥科學院王偉明團隊開展了相關(guān)研究，并于2024年在學術(shù)期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（IF=5.7）發(fā)表一篇封面論文，題為“Neutral Polysaccharide from Platycodonis Radix-Ameliorated PM2.5-Induced Lung Injury by Inhibiting the TLR4/NF-κB p65 Pathway and Regulating the Lung and Gut Microbiome”。論文第一作者是天津科技大學2020級生物工程專業(yè)碩士研究生孫楊，通訊作者是天津科技大學王楠教授及黑龍江省中醫(yī)藥科學院王偉明研究員。

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所用到的主要方法

METHODS

本研究旨在探究桔梗中性多糖對PM2.5誘導(dǎo)的肺損傷的保護作用及其潛在機制。

從桔梗中分離出一種分子量為244.56 kDa的中性多糖，該多糖主要由鼠李糖（Rha）、阿拉伯糖（Ara）、半乳糖（Gal）、葡萄糖（Glc）、木糖（Xyl）和甘露糖（Man）組成。通過動物實驗評估了PRP對PM2.5誘導(dǎo)的肺水腫、氧化損傷及細胞凋亡的影響，并檢測了支氣管肺泡灌洗液中的炎癥因子水平變化。同時，研究了PRP對腸道黏膜屏障損傷的作用，以及對TLR4/NF-κB p65信號通路的影響。此外，還分析了PRP對肺部和腸道微生物組的調(diào)節(jié)作用。

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文章主要結(jié)果RESULTS

體內(nèi)藥效方面，PRP顯著改善了PM2.5誘導(dǎo)的肺水腫、氧化損傷及細胞凋亡，并降低了支氣管肺泡灌洗液中的炎癥因子水平。PRP減少了腸道黏膜屏障損傷，從而降低了血清脂多糖水平，并抑制了肺組織中TLR4/NF-κB信號通路的過度激活。值得注意的是，PRP優(yōu)化了肺部和腸道的微生物群落組成�？诜�PRP導(dǎo)致短鏈脂肪酸（SCFA）產(chǎn)生菌的富集，進而上調(diào)了乙酸、丁酸和異戊酸的水平。

研究表明，桔梗中性多糖（PRP）能夠通過抑制TLR4/NF-κB p65信號通路，減少炎癥反應(yīng)，減輕氧化損傷和細胞凋亡，并且改善腸道和肺部的微生物組成來增強機體的防御能力有效緩解PM2.5造成的肺損傷。這些發(fā)現(xiàn)表明PRP可能成為對抗環(huán)境污染所致健康問題的有效天然產(chǎn)物之一。

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文章的創(chuàng)新點及啟示

INNOVATION POINTS

揭示桔梗中性多糖（PRP）對PM2.5誘導(dǎo)肺損傷的保護機制：本文采用氣管滴注PM2.5建立肺損傷模型，首次詳細闡明了桔梗中性多糖通過抑制TLR4/NF-κB p65信號通路來減輕PM2.5引起的肺組織炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激。

證明PRP對腸道和肺部微生物群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)化作用：研究表明，PRP不僅能夠改善肺部和腸道菌群，還能調(diào)節(jié)腸道黏膜屏障功能，減少血清脂多糖水平，并促進有益短鏈脂肪酸（SCFAs）產(chǎn)生菌的增殖。

揭示PRP可以作為預(yù)防或治療PM2.5污染所致肺損傷的有效成分：實驗結(jié)果證實，口服PRP能顯著降低由PM2.5導(dǎo)致的一系列病理變化，包括肺水腫、細胞凋亡及炎癥因子水平升高等。

       原文標題 : 天科大王楠團隊JAFC封面文章，揭示桔梗多糖改善PM2.5肺損傷的新機制