炎症性肠病(IBD),包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,是一种慢性复发性胃肠道炎症性疾病,其特征是上皮屏障破坏、黏膜免疫激活过度和肠道稳态受损(Besednova等人,2020年;Liu等人,2024年)。目前的药物治疗主要依赖于5-氨基水杨酸衍生物、皮质类固醇、免疫抑制剂和针对特定炎症介质或信号通路的生物制剂(Bruscoli等人,2021年;Nielsen和Munck,2007年;Renna等人,2014年)。尽管这些药物可以有效缓解症状和抑制炎症,但其长期使用往往受到高治疗成本、不良副作用以及停药后高复发风险的限制(Cunliffe和Scott,2002年;Rogler,2010年)。这些局限性突显了迫切需要安全、经济且天然来源的治疗剂,既能抑制炎症又能恢复肠道屏障功能。
从民族药理学的角度来看,马尾藻属(Sargassum)的褐藻早已被纳入东亚的传统医疗体系,其药用价值在《本草纲目》(Ben Cao Gang Mu)、《中华本草》(Zhong Hua Ben Cao)和《中华海洋本草》(Zhong Hua Hai Yang Ben Cao)等经典文献中有记载(Liu等人,2012年)。马尾藻属(Sargassum,属于Sargassaceae科)长期以来一直受到科学和民族药理学研究的关注,其提取物和分离成分表现出广泛的药理活性,如抗炎、抗黑色素生成、抗氧化、抗凝、抗菌和免疫调节作用,这些作用主要归因于岩藻多糖、花色单宁、倍半萜类和糖脂等生物活性代谢物(Liu等人,2012年)。
在该属中,Sargassum thunbergii(Roth)Kuntze是一种广泛分布于韩国、中国和日本岩石海岸线的大型褐藻(Kim等人,2022年)。在韩国传统医学中,它被称为“Hede”,历史上被用作治疗肿块形成、水肿相关疾病和驱虫剂的海洋来源药物(Kang等人,2008年)。这些传统用途可能与现代肠道炎症性疾病具有概念上的相关性。其用于治疗水肿相关疾病的传统用途可能表明它与涉及持续炎症失调、组织水肿和局部稳态紊乱的情况相关,这些都是肠道炎症的特征。同样,S. thunbergii的历史上的驱虫用途也暗示了其与胃肠道的相关性,因为寄生虫相关的肠道疾病涉及黏膜免疫激活、微生物群改变、屏障紊乱和局部炎症损伤,尽管这些情况并不等同于IBD(Grondin等人,2024年;Liu等人,2012年)。与可食用的Sargassum物种(如S. fusiforme(Harvey)Setchell)不同,S. thunbergii》由于其粗糙的质地和不良的味道被认为是不可食用的,它经常与这些可食用物种争夺栖息地和资源(Wang等人,2025年;Yang等人,2023年)。尽管如此,S. thunbergii富含生物活性化合物,包括岩藻多糖、岩藻黄质和多酚类化合物,使其具有相当大的药理潜力(Lee等人,2022年)。鉴于其丰富的资源、未得到充分利用的状态以及文献记载的传统用途,S. thunbergii是一种有前景的海洋生物材料,可用于肠道保护和抗炎应用。其利用也有助于不可食用海藻资源的可持续利用。在这方面,海洋多糖因其多样的生物活性(包括抗氧化、免疫调节和屏障保护作用)而成为预防和管理肠道炎症的有希望的候选物(B和R,2024年;Besednova等人,2020年;Meivelu,2025年)。
其中,岩藻多糖是一种在S. thunbergii等褐藻中丰富的硫酸化多糖,具有强大的抗炎和免疫调节作用,这主要归因于其高硫酸盐含量和富含岩藻糖的组成(Pradhan等人,2020年;Yang等人,2023年)。先前的研究表明,S. thunbergii中的岩藻多糖可以通过激活NF-κB信号通路来调节免疫反应,促进RAW 264.7巨噬细胞和斑马鱼模型中TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-10等细胞因子的分泌(Yang等人,2023年)。其他报告指出,S. thunbergii中的多糖具有抗氧化和抗炎作用,可以抑制LPS诱导的巨噬细胞中TNF-α、IL-6和COX-2的表达(Luo等人,2019年)。这些发现表明S. thunbergii多糖具有双向免疫调节潜力,可能有助于维持免疫稳态并减轻过度炎症,突显了它们作为IBD潜在干预措施的相关性。
壳聚糖寡糖(COS)是由2-20个葡萄糖胺残基组成的生物活性寡聚物,通常通过化学或酶促水解几丁质或其脱乙酰衍生物壳聚糖(chitosan)生成(Gonçalves等人,2021年)。几丁质是海洋生态系统中最丰富的生物聚合物之一,广泛存在于甲壳类动物的外骨骼和海洋浮游动物的细胞壁中(Guan等人,2019年)。结构上,COS主要由β-(1→4)-连接的N-乙酰-D-葡萄糖胺和D-葡萄糖胺单元组成,它们的聚合度(DP)、分子量(MW)和乙酰化程度(DA)显著影响其生物活性(Zhao等人,2025年)。COS表现出广泛的生物活性,包括抗菌、抗氧化、抗炎和抗肿瘤作用(Guan和Feng,2022年)。重要的是,COS具有有利的物理化学性质,如高水溶性和优异的胃肠道吸收性,这有助于其强大的生物效力(Wan等人,2017年)。值得注意的是,COS还与伤口修复和组织再生有关(Cho等人,2024年)。此外,壳聚糖及其衍生物被认为是能够附着并穿透肠道黏液层的信号活性碱性多糖,从而促进其与肠道上皮的相互作用并有助于黏膜保护(Chen等人,2022年)。这些特性为将COS与结肠炎中的肠道黏膜愈合联系起来提供了概念基础。此外,一项研究表明,COS可以通过调节线粒体凋亡和MAPK信号通路来有效缓解肠道炎症(Meng等人,2024年)。尽管STF和COS的联合使用并不是一种传统的固定配方,但可以视为一种现代的合理组合策略,因为STF中的高硫酸盐和岩藻糖含量以及COS的低分子量和有利的聚合特性可能在抗炎调节、黏膜相互作用和屏障支持方面提供互补优势。然而,关于它们在肠道炎症背景下的联合效果的系统证据仍然有限。
为了解决这一空白,本研究使用肠道炎症的实验模型系统地研究了STF和COS单独及联合使用的药理作用。使用DSS诱导的Caco-2细胞单层模型来评估上皮屏障完整性、炎症介质的产生和紧密连接蛋白的表达,而使用DSS诱导的斑马鱼模型来评估体内炎症反应、一氧化氮的产生、细胞死亡和肠道黏液稳态。通过整合体外和体内证据,本研究旨在阐明STF和COS的互补和联合作用,从而为海洋来源多糖在肠道炎症疾病中的传统和潜在治疗用途提供现代药理学基础。