通过cGMP-PKG信号通路探究神灵白术方治疗溃疡性结肠炎的分子机制

本研究探讨参苓白术散（SLBZ）治疗溃疡性结肠炎（UC）的分子机制，通过建立DSS诱导的UC小鼠模型，结合组织学分析、免疫荧光、转录组测序及Western blotting验证SLBZ通过激活sGC-cGMP-PKG信号通路恢复肠道屏障功能，上调ZO-1/Occludin表达并调节菌群，抑制上皮细胞凋亡，为传统中药治疗UC提供科学依据。

陈俊雷|陈燕|郑洪波|丁团结|向云生|周晓杰|王伟浩|李家毅|李张凯|彭成汉|傅强|李涛|傅寅

黑龙江中医药大学第一临床医学院，哈尔滨，中国

摘要

民族药理学意义

溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性炎症性肠病，其特征是持续性腹泻等症状。神灵白术方（SLBZ）是一种具有数百年临床应用历史的经典中药方剂，长期以来一直用于治疗此类胃肠道疾病。这一历史疗效为研究其在UC中的治疗潜力及其潜在机制提供了强有力的民族药理学依据。

研究目的

通过sGC-cGMP-PKG信号通路恢复肠道屏障，阐明SLBZ改善UC的分子机制。

材料与方法

为了系统研究SLBZ对UC的治疗效果，我们在57BL/6小鼠中建立了硫酸葡聚糖（DSS）诱导的结肠炎模型。进行了全面评估，以评估肠道屏障功能并阐明潜在机制，包括组织学分析、紧密连接蛋白的免疫荧光染色、16S rDNA测序用于肠道微生物群分析、转录组分析以确定基因表达模式，以及Western blot验证关键蛋白。此外，采用了多层次实验策略，整合了分子建模、机器学习算法、图神经网络（GNN）方法和使用Caco-2细胞单层的体外实验，以系统验证sGC-cGMP-PKG信号通路并鉴定SLBZ治疗效应的生物活性化合物。

结果

SLBZ治疗显著缓解了小鼠的UC症状，并通过双重机制恢复了肠道屏障功能：上调紧密连接蛋白（ZO-1/Occludin）和调节肠道微生物群组成。转录组分析确定cGMP-PKG信号通路是核心治疗靶点。通过结合分子对接、机器学习（随机森林算法）和深度神经网络分析的集成方法，我们确定可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）是主要分子靶点，Choerospondin成为关键的生物活性成分。机制研究表明，SLBZ在体内（结肠组织）和体外（Caco-2细胞）均强烈激活了sGC-cGMP-PKG轴，最终显著抑制了肠道上皮细胞凋亡。

结论

SLBZ通过激活sGC-cGMP-PKG通路，通过上调紧密连接蛋白和调节微生物群来恢复肠道屏障功能。我们的研究不仅验证了SLBZ的传统用途，还确定了这一通路作为UC的新治疗靶点。

引言

溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性炎症性肠病，其特征是反复发作性腹泻、腹痛和血便，其发病率与生活方式改变有关（Bisgaard等人，2022；Gros和Kaplan，2023；Le Berre等人，2023；Sands等人，2024）。当前的治疗方法（如糖皮质激素）存在局限性，如靶点狭窄、副作用和高复发率（Rubin等人，2025；Zhou等人，2025）。迫切需要新的疗法来应对这些挑战并减轻患者负担。

中医在UC治疗中具有独特优势，因为它采用整体治疗方法（Zhang等人，2022）。神灵白术方（SLBZ）最初记载在《太平惠民和济聚方》中，是一种经典的中医方剂（Ming等人，2025）。它由十种药材组成：人参（Panax ginseng C. A. Mey.）、茯苓（Poria cocos(Schw.) Wolf.）、白术（Atractylodes macrocephala Koidz.）、山药（Dioscorea opposita Thunb.）、莲子（Nelumbo nucifera Gaertn.）、白芸豆（Dolichos lablab L.）、薏苡仁（Coix lacryma-jobi var. ma-yuen (Roman.) Stapf）、绒毛豆蔻（Amomum villosum Lour.）、桔梗（Platycodon grandiforus (Jacq.) A.DC.）和甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）。有关这些药材的详细信息见补充表2。传统上，它用于治疗脾虚湿困引起的腹泻。现代研究表明，SLBZ还能通过补气、健脾和调节肠道微生物群来缓解溃疡性结肠炎（UC）相关症状（Chen等人，2026）。SLBZ表现出多种作用，包括抗炎、免疫调节和抗氧化活性（Chen等人，2022；Jiao等人，2022；Li, Y.Y.等人，2024）。虽然研究证实了其通过多种信号通路发挥疗效（Zhu和Liu，2024），但cGMP-PKG通路在SLBZ治疗机制中的具体作用仍需进一步探讨，这是未来研究的关键领域。

cGMP-PKG通路是一个关键的细胞内信号系统，调节炎症反应和黏膜屏障功能（Chen, L.Z.等人，2025；Li等人，2025；Polhemus等人，2024）。我们的研究表明，它在维持肠道紧密连接完整性方面起着关键作用，通过调节ZO-1/Occludin表达；其功能障碍会促进UC的发病（Chen, J.L.等人，2025；Zhang, P.等人，2022）。值得注意的是，这一通路与MAPK/HIF-1协同作用调节屏障蛋白，这一点通过我们的转录组分析得到证实（Chelakkot等人，2018）。这些发现不仅阐明了肠道屏障调节的新机制，还确定了cGMP-PKG轴作为UC治疗的有希望的靶点。

选择DSS诱导的结肠炎模型进行本研究，因为其临床表现（腹泻、黏液血便和体重减轻）与SLBZ传统适用的“脾虚湿困引起的腹泻”中医证候高度吻合。虽然TNBS模型通常会引发T细胞介导的跨壁炎症反应（类似于克罗恩病），但DSS模型主要破坏肠道上皮屏障。这种匹配有助于重点评估SLBZ的“健脾”效果，特别是其恢复黏膜完整性和调节肠道转运的能力，这是该方剂的核心治疗主张。

本研究阐明了SLBZ在UC治疗中的三重机制：激活cGMP-PKG通路、抑制炎症和修复黏膜屏障。这些发现验证了中医的治疗潜力，并为新的UC治疗策略提供了科学依据。

部分摘录

模型建立和药物干预

本研究中使用的专利中药方剂SLBZ购自北京同仁堂有限公司（批号22101022，北京，中国）。其配方组成、生产工艺和质量控制严格符合《中国药典》（2020年版）的相关规定，确保产品的标准化和批次间一致性（中国药典委员会，2020）。此外，该产品已获得许可并在

DAI评估

通过观察小鼠体重、粪便稠度和粪便血液的变化来计算疾病活动指数（DAI）。结果显示，模型组的DAI显著升高（图1F），表明DSS成功诱导了类似UC的症状。SLBZ干预后，DAI随剂量增加而逐渐下降，在高剂量组接近正常水平。这表明SLBZ可以缓解UC症状并改善整体肠道功能。

结肠长度测量

结肠长度显著

讨论

UC的特点是反复发作和慢性病程。探索安全有效的治疗方法是提高UC患者生活质量的关键。中医将UC归类为“慢性腹泻”和“肠道渗漏”，其根本发病机制归因于脾虚湿困、湿热在肠道中积聚、气和血液瘀滞以及肠道络脉受损。

结论

通过动物实验、转录组分析和多种模拟技术，本研究揭示了SLBZ通过调节cGMP-PKG信号通路来修复肠道屏障功能和抑制炎症反应的分子机制。细胞实验验证了这些发现，为SLBZ治疗UC提供了理论支持。然而，SLBZ复杂的多靶点作用机制需要进一步研究其他潜在因素的影响

利益冲突声明

作者声明他们没有可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

作者贡献声明

向云生：撰写——审稿与编辑、可视化。丁团结：撰写——审稿与编辑、方法学、数据分析、概念化。王伟浩：研究。周晓杰：研究。李张凯：研究。李家毅：研究。傅强：监督。彭成汉：研究。陈燕：概念化。傅寅：监督、资金获取。陈俊雷：撰写——审稿与编辑、方法学、数据分析、概念化。李涛：监督。郑洪波：

未引用参考文献

Chen等人，2025；Chen等人，2024a；Li等人，2024；Li等人，2024；Zhang等人，2022；Zhang等人，2022。

数据可用性

获取公开数据的方法在文章中有描述。所有其他数据可向相应作者提出合理请求后获得。

资金信息

本研究得到了黑龙江省自然科学基金（编号YQ2024H027）；黑龙江省中医药科学研究项目（编号ZHY2025-015）；黑龙江省高校优秀青年教师基础研究支持计划（编号YQJH2024224）；黑龙江省中医经典普及专项（编号ZYW2025-007）的财政支持

利益冲突声明

所有作者声明没有可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了黑龙江省自然科学基金、黑龙江中医药大学、中国博士后科学基金会和北京中医药大学的支持。

本文旨在纪念陈俊雷因在线选修课程古典中文诗歌鉴赏而中断的研究生推荐之旅，同时也致敬丁团结和陈俊雷之间的深厚友谊。