Tetramethylpyrazine (tetramethylpyrazine, TMP) ni alkaloidi hai ya pyrazine ambayo katika utafiti huu athari yake katika koliti ya vidonda imechunguzwa kupitia mwingiliano kati ya mikrobiota ya utumbo, metaboli na seli za kinga. Watafiti waliripoti kuwa TMP ilipunguza uvimbe wa utumbo katika koliti ya panya iliyosababishwa na DSS, ilihifadhi protini za kizuizi cha epitheliamu na muundo wa ute, na kuelekeza makrofaji kutoka wasifu unaofanana na M1 wenye uchochezi kuelekea wasifu unaofanana na M2 wenye uwezo mkubwa wa urekebishaji. Hata hivyo, ugunduzi mkuu wa utafiti ni kwamba athari ya TMP haiwezi kuelezwa tu kwa athari ya moja kwa moja ya kifamasia kwenye tishu za mwenyeji. Uchambuzi wa 16S rRNA ulionyesha kuwa baada ya TMP mikrobiota ya utumbo ilijipanga upya na hasa wingi wa Bifidobacterium pseudolongum uliongezeka.

Wakati mikrobiota ya utumbo ilipopunguzwa kwa kiasi kikubwa kwa antibiotiki, athari ya kinga ya TMP dhidi ya koliti ilidhoofika kwa kiasi kikubwa. Ukolonishaji upya kwa B. pseudolongum au utoaji wa taurine kutoka nje uliweza kurejesha vipengele muhimu vya fenotipu hii ya kinga. Katika uchambuzi wa metabolomiki, N-stearoyl taurine ilikuwa mojawapo ya metaboliti tofauti zilizojitokeza baada ya TMP na ilionyesha uhusiano chanya wenye nguvu na wingi wa B. pseudolongum. Wakati huo huo, njia ya usafirishaji wa taurine ilitajirika katika tishu za koloni na viwango vya Slc6a6/TauT, ambavyo husimba kisafirishaji cha taurine, viliongezeka tena.

Katika modeli ya kimekanika iliyopendekezwa na chanzo, taurine huathiri programu ya redoksi ya seli inayohusishwa na Foxo1 na kuongeza ulinzi wa kioksidishaji wa Sesn3, Sod2 na Cat, kupunguza aina tendaji za oksijeni na kuwezesha polarizasheni ya makrofaji zinazofanana na M2. Katika majaribio ya makrofaji RAW264.7, ukweli kwamba kizuizi cha Foxo1 AS1842856 kiligeuza athari ya taurine kwenye uwekaji wa Foxo1 ndani ya kiini na polarizasheni ya kupinga uchochezi uliunga mkono kiungo hiki.

Matokeo yanaonyesha mekanizimu pana ya kabla ya kliniki inayoashiria kuwa mhimili wa TMP–B. pseudolongum–taurine–Foxo1 unaweza kuhusishwa na kizuizi cha utumbo na homeostasi ya kinga. Hata hivyo, utafiti haujapitiwa na wahakiki; majaribio makuu ya matibabu yalifanywa katika modeli za panya na seli. Utafiti huu haujaonyesha kuwa TMP hutibu koliti ya vidonda kwa binadamu au kuwa kuna dozi ya kliniki iliyo salama na yenye ufanisi.

Tatizo kuu la utafiti

Koliti ya vidonda (ulcerative colitis, UC) ni ugonjwa wa uchochezi wa utumbo unaohusishwa na uvimbe sugu na unaojirudia katika ute wa koloni. Katika mfumo wa utafiti wa chanzo, ugonjwa hauangaliwi tu kama hitilafu ya mfumo wa kinga bali kama kuvurugika kwa mawasiliano ya homeostasi kati ya kinga ya mwenyeji na mikrobiota ya utumbo.

Swali kuu la watafiti ni ikiwa athari ya kupinga uchochezi ya TMP hutokana tu na kujifunga moja kwa moja kwenye malengo ya seli za mwenyeji, au ikiwa TMP hubadilisha mikrobiota ya utumbo na kupanga upya kinga ya mwenyeji kupitia metaboliti za vijidudu.

Tetramethylpyrazine (TMP) ni Nini na Ilichukuliwaje Katika Utafiti Huu?

Tetramethylpyrazine (TMP) inaelezwa katika chanzo kama alkaloidi hai ya pyrazine yenye sifa za kupinga uchochezi; katika utafiti huu uwezo wa TMP wa kupanga upya mikrobiota ya utumbo na kubadilisha metaboli ya vijidudu na polarizasheni ya makrofaji ulijaribiwa zaidi kuliko athari yake ya moja kwa moja kwenye kipokezi kimoja cha kinga.

Katika majaribio ya papo hapo, koliti ilisababishwa kwa panya dume wa C57BL/6J wenye umri wa wiki sita kwa kuwapa maji ya kunywa yenye %2,5 DSS kwa siku saba. Katika ulinganisho wa kifamasia, vikundi vitano vikuu vilitumika: udhibiti, DSS, DSS + sulfasalazine, DSS + TMP ya dozi ndogo na DSS + TMP ya dozi kubwa.

TMP na uingiliaji wa kulinganisha zilitolewa kwa gavage ya mdomo. Chanzo kiliripoti kuwa TMP ya dozi kubwa iliunda wasifu wa kinga unaokaribia ule wa sulfasalazine kama udhibiti chanya katika vipimo vingi vya ugonjwa vinavyoonekana kwa macho; hata hivyo, ulinganisho huu ni wa modeli ya panya na haumaanishi usawa wa kliniki.

TMP iliathirije kizuizi cha utumbo?

Katika kikundi cha DSS kulikuwa na kupungua kwa uzito wa mwili, kuongezeka kwa fahirisi ya shughuli ya ugonjwa, kufupika kwa koloni na splenomegaly. Uingiliaji wa TMP ulipunguza mabadiliko haya kwa kutegemea dozi. Kihistolojia, DSS ilisababisha mmomonyoko wa epitheliamu, uharibifu wa crypt na upenyezaji wa neutrofili, wakati TMP ilihusishwa na kuhifadhiwa kwa usanifu wa koloni.

Upakaji rangi wa AB-PAS ulitumika kutathmini seli za goblet na tabaka la ute, na immunohistokemia ya MUC-2 ilitumika kama kiashiria cha uzalishaji wa mucin. Upotevu wa seli za goblet na MUC-2 uliosababishwa na DSS ulirekebishwa kwa sehemu baada ya TMP.

Kwa upande wa kizuizi cha kimwili kati ya seli za epitheliamu, protini ZO-1, Occludin na Claudin-5 zilipimwa. DSS ilipunguza protini hizi, huku matibabu ya TMP yakihusishwa katika chanzo na urejeshaji unaotegemea dozi. Hivyo, athari iliyoonekana ya TMP ilitathminiwa si tu katika viashiria vya uchochezi bali pia katika vipengele vya kimuundo vya kizuizi cha utumbo.

Transkriptomiki ya koloni ilionyesha nini?

Katika uchambuzi wa RNA-seq wa koloni, baada ya TMP iliripotiwa kukandamizwa kwa ishara za uchochezi na kutajirishwa upya kwa njia zinazohusiana na homeostasi ya kimetaboli. Tathmini za KEGG na GSEA zilionyesha kupungua kwa alama za IL-17, Th1/Th2 na ugonjwa wa uchochezi wa utumbo; na kuongezeka kwa alama zinazohusiana na oxidative phosphorylation na utunzaji wa epitheliamu ya njia ya chakula.

Kwa seti ya jeni ya “Inflammatory Bowel Disease” iliripotiwa NES = −1,56 na P = 0,02; kwa mwitikio wa kinga wa aina ya 1, NES = −1,41 na P = 0,03. Kinyume chake, utajirishaji chanya ulionekana katika seti za jeni zinazohusiana na utunzaji wa epitheliamu ya njia ya chakula na katika mwelekeo wa oxidative phosphorylation; kwa oxidative phosphorylation chanzo kilitoa NES = 1,58 na P = 0,02.

Kwa Nini Polarizasheni ya Makrofaji M1 na M2 ni Muhimu Katika Utafiti Huu?

Katika chanzo, makrofaji zinazofanana na M1 zilitumiwa kama hali za kiutendaji zinazohusishwa na mwitikio wa uchochezi, na makrofaji zinazofanana na M2 kama hali zinazohusishwa na kutatuliwa kwa uchochezi na urekebishaji wa tishu; kupungua kwa seli za F4/80⁺CD86⁺ zinazofanana na M1 na kuongezeka kwa seli za F4/80⁺CD163⁺ zinazofanana na M2 baada ya TMP ni matokeo ya msingi ya kiseli yanayounganisha mhimili wa mikrobiota-metaboli na matokeo ya kinga.

Baada ya DSS, wasifu unaofanana na M1 uliowekwa alama na CD86 uliongezeka katika ute wa koloni, huku seli zinazofanana na M2 zilizowekwa alama na CD163 zikipungua. TMP ilibadilisha usambazaji huu kwa mwelekeo tofauti. Matokeo ya sitokini pia yalilingana na mabadiliko haya: viashiria vya uchochezi kama TNF-α, IL-1β na IL-6 vilipungua, huku IL-10 ikiongezeka.

Matokeo haya hayapaswi kutafsiriwa kuwa “M1 na M2 hugawa biolojia yote ya makrofaji katika madaraja mawili madhubuti”. Chanzo hutafsiri matokeo ya majaribio katika mfumo wa polarizasheni inayofanana na M1 na M2 kupitia viashiria kama CD86 na CD163.

Uchambuzi wa 16S rRNA ulipata nini katika mikrobiota ya utumbo?

Mikrobiota ya kinyesi ilichambuliwa kwa kusekvenisha maeneo ya V3–V4 ya jeni ya 16S rRNA. Usekvenishaji ulifanywa kwenye Illumina HiSeq kama 2 × 250 bp paired-end; usomaji ulichakatwa kwa FLASH, na QIIME v1.9.1 pamoja na hifadhidata ya SILVA 138.1 zilitumika. Taksa tofauti zilitambuliwa kwa LEfSe na kizingiti cha LDA > 2,0.

DSS ilipunguza viashiria vya utajiri na usawa wa vijidudu. Baada ya TMP, vipimo vya Shannon na Simpson α-diversity viliongezeka tena; uchambuzi wa PCoA ulitenganisha kwa uwazi vikundi vya udhibiti, DSS na TMP. Katika uchambuzi wa PERMANOVA/Adonis, chanzo kiliripoti kuwa TMP ilibadilisha kwa kiasi kikubwa muundo wa jamii kwa R² = 0,446 na P = 0,001.

Katika wasifu wa kitaksonomia, iliripotiwa kuwa DSS ilihusishwa na kupungua kwa wanachama wenye manufaa wa Firmicutes na mabadiliko ya Proteobacteria, Bacteroidota na Verrucomicrobiota; TMP ilipanga upya muundo wa jamii kuelekea hali ya udhibiti.

Kwa Nini Bifidobacterium pseudolongum Iliwekwa Katikati ya Utafiti?

Bifidobacterium pseudolongum ni komensali ya utumbo ambayo ilitajirika kwa kiasi kikubwa baada ya TMP; katika utafiti huu haikuchaguliwa kama mgombea mkuu wa vijidudu kwa sababu ya mabadiliko ya wingi pekee, bali pia kwa sababu wingi wake ulionyesha uhusiano wenye nguvu na ukali wa koliti, athari yake ya kiutendaji ilijaribiwa kwa kupunguza mikrobiota kwa antibiotiki na majaribio ya ukolonishaji upya, na iliunganishwa na metaboli ya taurine.

Uchambuzi wa LEfSe ulionyesha kuwa baadhi ya komensali, ikiwa ni pamoja na Akkermansia muciniphila na B. pseudolongum, zilitajirika katika kikundi cha TMP. Hata hivyo, mahusiano yaliyokuwa thabiti zaidi na vipimo vya kliniki na fenotipu yalionekana kwa B. pseudolongum.

Koralesheni hizi pekee hazithibitishi usababisho. Hatua muhimu ya utafiti kuelekea usababisho ilikuwa kupunguza mikrobiota kwa antibiotiki na kisha kufanya majaribio maalum ya ukolonishaji upya wa bakteria na urejeshaji wa metaboliti.

Sampuli za binadamu zilionyesha nini?

Watafiti walikusanya sampuli za kinyesi na data za kliniki kutoka kwa wagonjwa 27 wenye utambuzi uliothibitishwa wa koliti ya vidonda katika The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University. Wale waliotumia antibiotiki, corticosteroid au matibabu ya kukandamiza kinga ndani ya siku 30 zilizopita, pamoja na wenye koliti ya njia ya chakula, mfumo wa kinga binafsi au ya kuambukiza iliyoambatana, waliondolewa.

Chanzo kiliripoti kuwa wingi wa B. pseudolongum ulikuwa chini kwa wagonjwa wa koliti ya vidonda kuliko kwa vidhibiti wenye afya kwa P = 0,004. Katika kundi la binadamu, wingi wa bakteria ulionyesha koralesheni hasi na alama ya Mayo, CRP, idadi ya seli nyeupe za damu na kiwango cha ESR.

Nafasi ya data za binadamu hapa ni ndogo: matokeo haya hayaonyeshi kuwa matibabu ya TMP yanafanya kazi kwa binadamu. Sehemu ya binadamu ni msaada wa kitarajali wa kutathmini kama kuna uhusiano wa mwelekeo sawa kati ya B. pseudolongum na ukali wa kliniki wa koliti ya vidonda.

Je, mikrobiota ni muhimu kwa TMP?

Ili kujaribu swali hili, watafiti walitumia mchanganyiko mpana wa antibiotiki wenye ampicillin, vancomycin, neomycin na metronidazole kuunda modeli ya panya inayoitwa pseudo-germ-free, ambayo mikrobiota yake ilipunguzwa sana.

Uingiliaji wa antibiotiki ulipunguza kwa kiasi kikubwa utofauti wa mikrobiota na kuzuia mabadiliko ya jamii ambayo TMP kwa kawaida husababisha. Katika hali hii, athari nyingi za kinga za TMP juu ya uzito wa mwili, shughuli ya ugonjwa, urefu wa koloni, protini za kizuizi cha utumbo na polarizasheni ya makrofaji pia zilipotea kwa kiasi kikubwa.

Jaribio hili ni mojawapo ya misingi muhimu zaidi ya hitimisho la waandishi kwamba “athari ya TMP inategemea mikrobiota”. Hata hivyo, modeli iliyoundwa kwa antibiotiki si sawa na mnyama asiye na vijidudu kabisa wa germ-free; chanzo pia kinafafanua mfumo wa majaribio kama modeli ya pseudo-germ-free iliyoundwa kwa antibiotiki.

Taurine Inaunganishaje B. pseudolongum na Kinga ya Mwenyeji?

Kulingana na modeli ya chanzo, kuongezeka kwa B. pseudolongum kunahusishwa na kupanga upya metaboli ya taurine katika utumbo; katika metabolomiki N-stearoyl taurine iliongezeka kwa uwazi, huku njia ya usafirishaji wa taurine katika tishu za koloni na kisafirishaji TauT kinachosimbwa na Slc6a6 vikiongezeka, na utoaji wa taurine kutoka nje pia uliiga athari nyingi za kinga za ukolonishaji upya wa bakteria.

Uchambuzi wa metabolomiki

Metabolomiki ya kinyesi ilichunguzwa kwa GC-MS. Metaboliti zilitolewa kutoka kinyesi kilichokaushwa kwa barafu, kufanyiwa derivatizasheni kwa propyl chloroformate/pyridine na kuchambuliwa katika mfumo wa Agilent 7890B GC na 5977A MSD. Kolamu ya kapilari ya HB-5MS ilitumika, mtiririko wa heliamu uliwekwa 1,0 mL/min na ionizasheni ya elektroni ilifanywa katika 70 eV.

Data ghafi zilichakatwa kwa MS-DIAL; utambulisho wa metaboliti ulitolewa kulingana na maktaba za NIST na Fiehn. Katika uteuzi wa metaboliti tofauti, vigezo vya OPLS-DA VIP > 1,0 na jaribio la Mann-Whitney U lililosahihishwa kwa FDR P < 0,05 vilitumika.

Katika ulinganisho wa TMP na DSS, N-stearoyl taurine ilikuwa mojawapo ya metaboliti zilizoongezeka kwa uwazi. Katika ramani ya koralesheni ya omiki nyingi, uhusiano chanya katika kiwango cha P < 0,001 uliripotiwa kati ya B. pseudolongum na N-stearoyl taurine.

Kisafirishaji TauT

Katika transkriptomiki ya koloni, iliripotiwa kuwa njia ya “Taurine Transport” ilitajirishwa katika kikundi cha TMP kwa NES = 1,69 na P < 0,001. TMP iliongeza tena mRNA ya Slc6a6 iliyopunguzwa na DSS; mabadiliko hayo hayakuonekana kwa Slc6a12 na Slc6a13.

Slc6a6 husimba kisafirishaji cha taurine TauT. Katika matokeo ya Western blot na immunofluorescence, TMP iliripotiwa kuongeza tena kiasi cha protini ya TauT na ishara yake kwenye utando wa apikali wa epitheliamu ambayo ilikuwa imepungua baada ya DSS.

Je, N-stearoyl taurine na taurine huru ni kitu kimoja?

Hapana. Chanzo kiliangazia hasa N-stearoyl taurine kama metaboliti tofauti katika uchunguzi wa metabolomiki, lakini kilitumia taurine huru katika majaribio ya urejeshaji wa kiutendaji. Waandishi, wakijadili tofauti hii, wanapendekeza kuwa N-stearoyl taurine inaweza kuwa akiba thabiti zaidi au biomarker ya mtiririko wa jumla wa metaboli ya taurine unaoendeshwa na B. pseudolongum, ilhali uingizaji wa seli unaweza kutokea kupitia TauT kwa taurine huru. Maelezo haya ni tafsiri ya kimekanika ya waandishi; hayapaswi kuchukuliwa kama mnyororo wa ubadilishaji uliothibitishwa moja kwa moja.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Ukolonishaji upya wa B. pseudolongum

Panya ambao mikrobiota yao ilipunguzwa kwa antibiotiki walipewa suspensheni hai ya Bifidobacterium kwa gavage ya mdomo. Chanzo kinataja 200 µL kwa kila utoaji, konsentrasheni ya 5 × 10⁹ CFU/mL na 1 × 10⁹ CFU kwa kila mnyama. Utoaji ulielezwa kuwa mara moja kila siku tatu, kwa jumla ya siku 24 na dozi nane.

Uchambuzi wa 16S rRNA ulithibitisha utajirishaji wa B. pseudolongum katika vikundi vya ukolonishaji upya. Katika hali ya antibiotiki + DSS, TMP peke yake ilitoa kinga ndogo, ilhali matumizi ya TMP pamoja na B. pseudolongum yaliunda wasifu wa kinga wenye nguvu zaidi dhidi ya kupungua kwa uzito na DAI.

Kufupika kwa koloni na splenomegaly pia kulipungua katika vikundi vya mchanganyiko. Tathmini za H&E, AB-PAS na MUC-2 ziliashiria kuboreka kwa muundo wa crypt, seli za goblet na kizuizi cha ute.

Jaribio la urejeshaji kwa taurine

Katika modeli ya DSS yenye mikrobiota iliyopunguzwa kwa antibiotiki, utoaji wa taurine pamoja na TMP ulirejesha vipengele vingi vya fenotipu yenye nguvu ya kinga iliyoonekana kwa ukolonishaji upya wa B. pseudolongum. Watafiti walitafsiri hili kama ushahidi wa kiutendaji kwamba taurine ni efektori muhimu ya kimetaboli ya chini katika mhimili wa TMP–B. pseudolongum.

Katika sehemu ya mbinu ya chanzo kuna kauli mbili za taurine zinazohusiana na protokali tofauti za majaribio. Katika sehemu ya uingiliaji wa mchanganyiko taurine imeelezwa kama “5 g/kg”, wakati katika protokali tofauti ya uingiliaji wa koliti %0,5 (w/v) taurine ilitolewa katika maji ya kunywa kati ya siku 9–23. Kwa sababu thamani hizi hazikuunganishwa kuwa dozi moja katika chanzo, hazijaunganishwa hapa pia.

Athari kwenye polarizasheni ya makrofaji

Katika hali ya antibiotiki + DSS, upenyezaji wa makrofaji CD86⁺ zinazofanana na M1 ni mkubwa, huku kiasi cha makrofaji CD163⁺ zinazofanana na M2 kikiwa kidogo. Wakati B. pseudolongum au taurine ilitolewa pamoja na TMP, ishara ya CD86 ilipungua na ongezeko kuelekea CD163 likaonekana.

Katika viwango vya protini na sitokini, kupungua kwa TNF-α na kuongezeka kwa IL-10 na TGF-β kuliambatana na mabadiliko haya ya polarizasheni. Kwa hivyo, watafiti walichukulia upangaji upya unaofanana na M2 kama mojawapo ya sehemu kuu za mwisho za kinga katika urekebishaji wa kizuizi cha utumbo.

Foxo1 Ina Jukumu Gani Katika Athari ya Taurine kwa Makrofaji M2?

Foxo1 imefafanuliwa katika utafiti huu kama kiungo cha unukuzi kinachounganisha hali ya redoksi ya seli na fenotipu ya makrofaji na taurine; taurine huongeza ekspresheni ya Sesn3, Sod2 na Cat kupitia programu ya kioksidishaji inayohusiana na Foxo1 na kupunguza ROS, wakati kizuizi cha Foxo1 AS1842856 kiligeuza sehemu muhimu ya ishara ya nyuklia na athari za polarizasheni zinazofanana na M2.

Njia ya FoxO ilitambuliwaje?

Katika uchambuzi wa RNA-seq na utajirishaji wa njia, njia ya ishara ya FoxO ilitambuliwa kama mojawapo ya wagombea wanaoongoza wanaohusishwa na athari ya TMP. Uchambuzi wa koralesheni ya metaboliti-njia uliunganisha vipengele kama N-stearoyl taurine na Sesn3 na ishara ya FoxO.

Katika majaribio ya Western blot, TMP ilikandamiza fosforilesheni ya Foxo1 iliyobadilishwa na DSS. Majaribio ya kupunguza mikrobiota kwa antibiotiki na ukolonishaji upya wa Bifidobacterium pia yalionyesha kuwa athari ya kinga inayotokana na mikrobiota ilihusishwa na viwango vya chini vya p-Foxo1. Msaada wa taurine ulirejesha mabadiliko ya Foxo1 katika mwelekeo huo huo.

Majaribio ya seli RAW264.7

Makrofaji RAW264.7 za panya zilikuzwa katika mazingira yenye DMEM yenye glukosi nyingi, %15 fetal bovin serum, 100 U/mL penicillin na 100 µg/mL streptomycin katika 37 °C na %5 CO2.

Seli zilipewa taurine na/au kizuizi cha Foxo1 AS1842856, kisha kuchochewa kwa uchochezi kwa 1 µg/mL lipopolysaccharide. Uhai wa seli ulidhibitiwa kwa jaribio la CCK-8.

Taurine ilizalisha wasifu wa viashiria na sitokini unaobadilisha makrofaji kuelekea mwelekeo unaofanana na M2 chini ya LPS. Kizuizi cha Foxo1, bila kusababisha upotevu mkubwa wa uhai wa seli peke yake katika konsentrasheni ndogo za majaribio, kilizuia translokeshini ya Foxo1 ya taurine kwenda kiini na kugeuza wasifu wa polarizasheni ya kupinga uchochezi.

Kwa nini Sesn3, Sod2 na Cat ni muhimu?

Matumizi ya taurine yaliongeza katika chanzo ekspresheni ya protini tatu muhimu zinazohusishwa na ulinzi wa kioksidishaji: Sestrin-3 (Sesn3), mitochondrial superoxide dismutase 2 (Sod2) na catalase (Cat). Hii iliambatana na kupungua kwa aina tendaji za oksijeni ndani ya seli.

AS1842856 iligeuza kwa sehemu athari hizi za kioksidishaji na uondoaji wa ROS. Hivyo, modeli iliyopendekezwa na chanzo si tu “taurine huongeza M2”; udhibiti wa redoksi ya seli wa kati ulijaribiwa kimekanika kupitia Foxo1 na programu ya jeni za kioksidishaji.

Taurine peke yake ilifanya nini katika koliti ya DSS?

Kwa panya waliopewa DSS, msaada wa taurine kutoka nje ulihusishwa na uhifadhi bora wa uzito wa mwili, fahirisi ya chini ya shughuli ya ugonjwa, koloni refu zaidi na mgawo mdogo wa wengu.

Protini za miunganisho minene kama ZO-1, Occludin na Claudin-5 ziliongezeka tena kwa taurine; histolojia ilionyesha muundo bora wa ute na upenyezaji mdogo wa uchochezi. Wasifu wa makrofaji ulibadilika kuelekea ongezeko la CD163 na kupungua kwa CD86; TGF-β na IL-10 ziliongezeka huku TNF-α ikipungua.

Mlolongo wa mekanizimu uliopendekezwa na chanzo

1. TMP hupanga upya mikrobiota ya utumbo iliyovurugwa na DSS.
2. Bifidobacterium pseudolongum hutajirishwa kwa uteuzi.
3. Wingi wa B. pseudolongum unahusishwa na metaboli ya taurine na hasa N-stearoyl taurine.
4. Njia ya usafirishaji wa taurine na TauT/Slc6a6 huimarika katika tishu za koloni.
5. Taurine hubadilisha programu ya redoksi inayohusiana na Foxo1.
6. Ulinzi wa kioksidishaji wa Sesn3, Sod2 na Cat huongezeka.
7. ROS ya ndani ya seli hupungua.
8. Polarizasheni ya makrofaji huhama kutoka hali inayofanana na M1 kuelekea hali inayofanana na M2.
9. Sitokini za uchochezi hupungua huku sitokini za kupinga uchochezi/ukarabati zikiongezeka.
10. Miunganisho minene ya epitheliamu, uzalishaji wa ute na uadilifu wa kizuizi cha utumbo huimarika.
11. Viashiria vya kliniki na histolojia vya koliti ya DSS katika panya hupungua.

Si hatua zote za mlolongo huu zimethibitishwa moja kwa moja na kijenetiki katika jaribio moja. Utafiti uliunda modeli hii kwa kutafsiri pamoja tabaka tofauti za majaribio.

Hitimisho zinazoungwa mkono na utafiti

• TMP ilipunguza shughuli ya ugonjwa na uharibifu wa histolojia kwa panya wenye koliti ya DSS.
• TMP iliongeza tena viashiria vya kizuizi cha utumbo kama ZO-1, Occludin, Claudin-5 na MUC-2.
• TMP ilibadilisha muundo wa α- na β-diversity wa mikrobiota ya utumbo.
• Baada ya TMP, wingi wa B. pseudolongum uliongezeka.
• Wingi wa B. pseudolongum unahusishwa kwa nguvu na ukali mdogo wa ugonjwa kwa panya.
• Katika sampuli za binadamu wenye koliti ya vidonda, wingi wa B. pseudolongum ulikuwa mdogo na ulionyesha koralesheni hasi na viashiria vya uchochezi/ukali wa ugonjwa.
• Wakati mikrobiota ilipunguzwa kwa antibiotiki, sehemu muhimu ya athari ya kinga ya TMP ilipotea.
• Ukolonishaji upya wa B. pseudolongum uliimarisha athari ya TMP.
• N-stearoyl taurine ni mojawapo ya metaboliti zilizojitokeza baada ya TMP na ina uhusiano chanya na B. pseudolongum.
• TauT/Slc6a6 iliongezeka tena baada ya TMP.
• Msaada wa taurine ulirejesha vipengele vingi vya fenotipu ya kinga iliyoonekana kwa B. pseudolongum.
• Taurine ilihusishwa na polarizasheni inayofanana na M2 na ROS ya chini katika seli RAW264.7.
• Kizuizi cha Foxo1 kiligeuza kwa kiasi kikubwa athari za taurine kwenye Foxo1 ya nyuklia na polarizasheni ya kupinga uchochezi.

Hitimisho zisizoungwa mkono na utafiti

• Haijathibitishwa kuwa TMP hutibu koliti ya vidonda kwa binadamu.
• Haijaonyeshwa kuwa TMP inaweza kutumika badala ya matibabu ya kibayolojia yaliyopo au dawa za kawaida.
• Dozi za TMP za 20 au 40 mg/kg zilizotumiwa kwa panya haziwezi kutafsiriwa kama dozi za matibabu kwa binadamu.
• Utafiti huu haujajaribu kama maandalizi ya B. pseudolongum yana ufanisi au usalama wa kliniki kwa wagonjwa wa koliti ya vidonda.
• Haijaonyeshwa kuwa taurine peke yake ni tiba kwa wagonjwa wa koliti ya vidonda.
• Haijathibitishwa kwa uhakika kuwa N-stearoyl taurine inasanisiwa moja kwa moja na B. pseudolongum.
• Haijatatuliwa kikamilifu jinsi N-stearoyl taurine hubadilishwa kuwa taurine huru au jinsi inavyochangia uingizaji wa seli.
• Haijaonyeshwa kwa knockout ya kijenetiki kuwa TauT ni ya lazima kwa mhimili huu.
• Ulazima wa Foxo1 ya makrofaji haujathibitishwa kwa modeli ya Foxo1 knockout maalum kwa seli za myeloid.
• Mgawanyo wa M1/M2 hauwezi kuchukuliwa kama uainishaji kamili wa kibayolojia wa hali zote za makrofaji.

Mbinu ya takwimu

Data za kiasi ziliripotiwa kama wastani ± kosa la kawaida (SEM). Usambazaji wa data ulitathminiwa kwa jaribio la Shapiro-Wilk na usawa wa variansi kwa jaribio la Brown-Forsythe. Katika ulinganisho wa vikundi viwili, jaribio la Student t la pande mbili lisilounganishwa lilitumika kwa data za kiparametriki na jaribio la Mann-Whitney U kwa data zisizo za kiparametriki.

Kwa vikundi vitatu au zaidi, ANOVA ya njia moja na jaribio la kulinganisha nyingi la Dunnett zilitumika kwa data za kiparametriki, na Kruskal-Wallis pamoja na jaribio la post hoc la Dunn kwa data zisizo za kiparametriki. Umuhimu wa takwimu uliwekwa kuwa P < 0,05.

Vikwazo vikuu vya utafiti

Mapitio ya wahakiki: Utafiti uko katika hali ya preprint na haujakamilisha mapitio huru ya wahakiki.

Kikomo cha ushahidi wa kliniki: Uingiliaji wa TMP ulijaribiwa hasa katika modeli za panya na seli. Kohorti ya kinyesi cha binadamu hutoa uhusiano wa kitarajali kuhusu mekanizimu, lakini haionyeshi ufanisi wa matibabu wa kliniki.

Ulazima wa TauT: Waandishi wanaeleza kuwa jukumu la lazima la uingizaji wa taurine bado halijathibitishwa kwa modeli za TauT-deficient.

Umahususi wa seli wa Foxo1: Jukumu la lazima la Foxo1 katika makrofaji kwa mhimili huu bado halijajaribiwa kwa mbinu ya knockout ya masharti iliyo maalum kwa seli za myeloid.

Tafsiri ya N-stearoyl taurine: Hierarkia ya kibiokemia kati ya N-stearoyl taurine iliyoonekana katika metabolomiki na taurine huru iliyotumiwa katika majaribio ya kiutendaji haijatatuliwa kikamilifu.

Protokali ya taurine: Sehemu ya mbinu ya chanzo ina kauli za 5 g/kg na %0,5 (w/v) taurine katika mazingira tofauti ya majaribio. Kwa sababu maandishi hayaelezi kwa uhakika uhusiano wao, tofauti ya protokali inapaswa kuhifadhiwa wakati wa kutafsiri matokeo.

Dokezo la Chanzo na Mbinu

Kichwa asili: Tetramethylpyrazine ameliorates ulcerative colitis via B. pseudolongum-driven taurine metabolism and M2 macrophage polarization

Waandishi: Zhijiang Huang; Xiaojian Zhu; Yanglin Chen; Hongtao Wan; Dengke Yao; Min Peng; Xujie Deng; Jiangfeng Yin; Xianwu Zhang; Yu He; Jianyong Xiong; Faming Zhang; Dan Liu; Bo Yi.

Waandishi wenye mchango sawa: Zhijiang Huang, Xiaojian Zhu, Yanglin Chen na Hongtao Wan.

Waandishi wa mawasiliano: Dan Liu na Bo Yi.

Lead contact: Bo Yi.

Taasisi: 2nd Abdominal Surgery Department, Jiangxi Cancer Hospital, The Second Affiliated Hospital of Nanchang Medical College; Jiangxi Medical College, Nanchang University; Jiangxi Key Laboratory of Oncology, Jiangxi Cancer Hospital; Department of Microbiota Medicine & Medical Center for Digestive Diseases, The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University; Jiangxi Province Key Laboratory of Drug Target Discovery and Validation, School of Pharmacy, Jiangxi Medical College, Nanchang University; MOE Basic Research and Innovation Center for the Targeted Therapeutics of Solid Tumors, School of Pharmacy, Jiangxi Medical College, Nanchang University; Jiangxi Provincial Key Clinical Specialty Construction Project–Colorectal Cancer Center, Jiangxi Cancer Hospital.

Aina ya chanzo: Preprint ya utafiti ambayo haijapitiwa na wahakiki.

Jukwaa: SSRN.

Rekodi ya SSRN: 6952197.

DOI: 10.2139/ssrn.6952197. Taarifa ya DOI haijatolewa kwenye ukurasa wa kichwa wa PDF bali katika rekodi rasmi ya bibliografia ya SSRN.

Tarehe ya kupakiwa SSRN: 17 Juni 2026.

Hali ya mapitio: Haijapitiwa na wahakiki.

Leseni: Kwa kuwa hakuna leseni wazi ya Creative Commons ya matumizi tena iliyoonyeshwa katika PDF ya chanzo au rekodi ya bibliografia ya SSRN iliyokaguliwa, leseni wazi haijachukuliwa kuwa ipo.

Modeli ya wanyama: Panya dume wa C57BL/6J wenye umri wa wiki sita; %2,5 DSS kwa koliti ya papo hapo.

Sehemu ya binadamu: Kinyesi na data za kliniki kutoka kwa wagonjwa 27 wenye utambuzi uliothibitishwa wa koliti ya vidonda; hakuna uingiliaji wa kliniki wa TMP uliofanywa.

Modeli ya seli: Laini ya seli za makrofaji RAW264.7 za panya.

Mbinu kuu: Modeli ya koliti ya DSS, histopatholojia, AB-PAS, immunohistokemia ya MUC-2, immunofluorescence, ELISA, Western blot, usekvenishaji wa 16S rRNA, LEfSe, metabolomiki ya GC-MS, RNA-seq ya koloni, kupunguza mikrobiota kwa antibiotiki za wigo mpana, ukolonishaji upya wa B. pseudolongum, msaada wa taurine, CCK-8, uchochezi wa LPS na uchambuzi wa kizuizi cha Foxo1.

Jukwaa la 16S rRNA: Illumina HiSeq, eneo la V3–V4, 2 × 250 bp paired-end.

Metabolomiki: Agilent 7890B GC – 5977A MSD; kolamu ya HB-5MS; EI 70 eV; m/z 50–600.

RNA-seq: Jenomu rejea ya Mus musculus GRCm39; fastp, HISAT2, StringTie na DESeq2.

Upatikanaji wa data: Data za usekvenishaji zimeorodheshwa katika chanzo kama BIG SUB/NGDC BioProject PRJCA059345; data za metabolomiki kama MetaboLights MTBLS14055; data za RNA-seq kama SRA BioProject PRJNA1396770.

Maadili ya utafiti wa binadamu: The Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University Ethics Committee, FMT-CN-121123. Imeripotiwa kuwa ridhaa ya maandishi yenye taarifa ilipatikana.

Maadili ya wanyama: Nanchang University Animal Ethics Committee, NCULAE-20240302099.

Mgongano wa maslahi: Waandishi waliripoti kuwa hakuna mgongano wa maslahi.

Ufadhili: National Natural Science Foundation of China (82560807, 82560565, 82404050); Key Project of the Natural Science Foundation of Jiangxi Province (20252BAC250152, 20252BAC250125); Youth Project of the Natural Science Foundation of Jiangxi Province (20252BAC200530); Scientific and Technological Research Project of the Jiangxi Provincial Department of Education (GJJ2403619); Jiangxi Provincial Health Commission Science and Technology Program (SKJP1320242247); Jiangxi Provincial Department of Education Science and Technology Research Project (GJJ2503436).

Kikomo kikuu cha tafsiri: Utafiti unaonyesha mekanizimu ya kabla ya kliniki inayounga mkono mhimili wa TMP–B. pseudolongum–taurine–Foxo1–M2 macrophage kwa majaribio ya omiki nyingi na ya kiutendaji. Matokeo hayapaswi kutafsiriwa kama pendekezo la moja kwa moja la matibabu kuhusu matumizi ya TMP, B. pseudolongum au taurine kwa binadamu.