健胃消食口服液通过调控胰腺分泌通路及维持肠道微生物群稳态治疗消化不良

健胃消食口服液通过调控胰腺分泌通路及维持肠道微生物群稳态治疗消化不良

作者：张艳，赵海誉

研究背景

健胃消食口服液由山药、陈皮、麦芽、山楂、太子参五味药食同源的药材组成，在临床上多用于缓解消化不良，尤其适用于儿童和老年人群。目前关于健胃消食口服液的研究主要集中在质量标准的建立和临床疗效的观察，对其活性成分及作用机制的研究有限。

功能性消化不良（FD）作为常见的慢性非器质性胃肠疾病，其病因至今尚未完全明确。普遍认为，FD与胃肠排空延迟、胃肠激素水平异常、十二指肠屏障受损以及肠道菌群失调密切相关。值得注意的是，胰腺分泌的消化酶会显著影响肠道菌群的组成和功能，而肠道菌群产生的代谢产物反过来又会影响胰腺的功能和疾病状态。

实验设计与方法

本研究旨在借助UHPLC-LTQ-Orbitrap-MS/MS技术明确健胃消食口服液的物质基础，之后进一步采用整合性研究策略，结合药效实验、转录组学分析、肠道菌群多样性检测及代谢组学研究，系统挖掘健胃消食口服液的潜在作用机制。

研究对象

本研究选择SD大鼠幼鼠（3-4周）利用高蛋白饮食构建乳鼠食积模型展开研究。

主要研究结果

1.健胃消食口服液成分分析

成分解析是复方研究的关键基础，对中药的现代化具有重要意义。在此研究中，通过液质联用技术对正负采集模式下的健胃消食口服液进行了成分分析，鉴定化合物105个，其中黄酮56个、生物碱11个、三萜1个、有机酸11个、环肽10个、氨基酸3个、糖类2个、其他类11个（图1 A-C）。并以“Gastritis”以及“dyspepsia”为疾病关键词结合网络药理学技术进行分析，发现靶基因与“胃酸分泌”、“胰腺分泌”、“胆汁分泌”和“碳水化合物消化吸收”等通路具有较强的关联性（图1 D-E）。

图1 健胃消食口服液化合物鉴定及治疗消化不良的网络药理学分析

2.健胃消食口服液能提高摄食量和食物利用率，改善胃肠功能

健胃消食口服液在中国传统医学中长期被用于儿童治疗，因此本研究选择新生大鼠作为实验对象。正常对照组与模型组在初始阶段体重无明显差异，但从第6天开始，模型组出现精神萎靡、腹胀及胃肠紊乱等症状，且8天后体重显著下降，表明模型成功建立。经健胃消食口服液给药后，治疗组大鼠的体重下降速度较模型组更为缓慢（图2 A）。高热量饮食会导致胃肠道功能受损，这从胃排空功能和肠道蠕动能力的变化中可以明显看出。与模型组相比，健胃消食口服液治疗有效缓解了这些症状（图2 B-C）。此外，模型组出现了胃黏膜表面水泡样凸起的现象，提示可能存在胃部炎症，而健胃消食口服液治疗后炎症情况得到了改善（图2 D）。十二指肠HE染色结果提示各组间均未发现明显器质性病变（图2 E）。

图2  健胃消食口服液改善消化不良的药效学指标

3.转录组学结果揭示健胃消食口服液作用机制与调节胰腺分泌信号通路相关蛋白分泌有关

转录组学结果显示，健胃消食口服液给药后共有105个基因呈现差异表达（图3 A）。经过KEGG富集分析，发现其主要干预胰腺分泌、蛋白质消化和吸收以及脂肪消化和吸收等通路，涉及胰蛋白酶原-5（try5）、糜蛋白酶原 B1（ctrb1）、羧酸酯脂肪酶 3B（cel3b）、羧肽酶 A1（cpa1）、羧肽酶 B1（cpb1）、胰脂肪酶辅酶（clps）、阳离子胰蛋白酶原（prss1）以及羧酸酯脂肪酶 2A（cel2a）等关键靶点（图3 B）。GSEA分析亦证实了相关通路的显著富集（图3 C-E）。为了进一步明确其作用机制，采用Rt-qPCR方法对差异基因进行验证，结果显示与正常对照组相比，模型组中8个差异基因的含量显著升高，而给予健胃消食口服液后可以显著回调其表达水平（图3 G）。这一现象表明，健胃消食口服液能够降低高蛋白饮食引起的差异基因的含量。cel3b、prss1、clps 主要协助脂肪消化，促进脂肪吸收，cpa1、cpb1、try5、cel2a、ctrb1 负责分解膳食蛋白，促进蛋白质消化吸收。进一步选取了三种代表性蛋白（ctrb1、cel2a和cpa1）进行Western blot实验补充验证。发现与正常对照组相比，模型组中差异蛋白水平显著升高，ctrb1、cel2a和cpa1等蛋白表达增加这一现象表明模型组大鼠可能通过适应性增加酶合成，改善消化模型大鼠的异常状况，健胃消食口服液处理后相关蛋白表达显著降低（图3 H）。

图3 转录组学数据分析与验证

4.健胃消食口服液改善肠道菌群紊乱、恢复肠道微生态平衡

高热量饮食引起的消化不良对肠道微生物群落结构有显著影响，本研究选择一周和两周不同时间点分别采集粪便样本进行菌群多样性观察。组名称按顺序命名为control1，model1，JWXS_L1，JWXS1_H1和control2，model2，JWXS-L2，JWXS1-H2。

α多样性指标反映物种丰富度和均匀度。基于OTU（菌种分类单元）统计结果（图4 A），采用Chao1、Sobs、Ace和Shannon指数分析物种变化趋势。值得注意的是，随着高热量饮食摄入量的持续增加，整体物种多样性呈现上升趋势。相比之下，模型组的物种多样性较正常对照组下降。经健胃消食口服液处理后，相应指标出现上升的现象，结果表明，健胃消食口服液处理后可一定程度提高肠道菌群的丰富度。

图4 细菌和真菌菌群的α多样性分析（上：细菌，下：真菌）

β多样性反映微生物群落结构差异，分析结果显示，在一周时，模型组与健胃消食口服液组在菌群结构类似，两组聚集明显，且均与正常对照组菌群存在显著差异性，但随着时间的推移，健胃消食口服液组与模型组的菌群结构产生了差异，且逐渐趋近正常对照组，提示健胃消食口服液可能有助于调节肠道菌群结构，具有改善肠道菌群紊乱、恢复肠道微生态平衡的功能。

图5 细菌和真菌菌群的β多样性分析（上：细菌，下：真菌）

5. 健胃消食口服液调节肠道微生物群代谢物组成

短链脂肪酸（SCFAs）作为关键的细菌代谢产物，对人体健康至关重要。本研究对正常对照组、模型组和健胃消食口服液处理组的粪便样本中主要SCFAs进行了定量分析。结果显示（图6 A），与正常对照组相比，模型组中乙酸、戊酸、异戊酸和己酸的表达水平显著降低。相比之下，异丁酸、丁酸和丙酸的表达水平有所上升。经健胃消食口服液处理后，除丁酸、丙酸和己酸外，其余各SCFAs的水平变化趋于正常对照组，观察其动态变化可能与食物的持续积累有关。此外，健胃消食口服液两周处理组与模型组的SCFA含量变化相较一周时SCFA的含量变化更为显著。大量动物实验已证实，SCFAs通过调节其生理浓度来影响肠道运动。

细菌和真菌菌属主要有乳酸杆菌、拟杆菌属、曲霉菌和念珠菌组成，其相对丰度始终呈现动态变化。利用Mantel test分析菌群与短链脂肪酸SCFAs的关联性分析发现值得注意的是，乳酸杆菌和拟杆菌属与戊酸、乙酸及异戊酸呈正相关，而与异丁酸呈负相关（图6 B）。同时，真菌菌属却表现出与细菌菌属完全相反的规律。

图6 短链脂肪酸及其与细菌真菌菌属的关联性分析

消化不良导致肠道微生物群、代谢物和基因的失调。胰腺会向小肠分泌蛋白酶（如PRSS、CTR1、CELA、CPA和CPB)，将蛋白质进一步分解为更小的肽段和氨基酸。未消化的蛋白质进入远端结肠后，会被结肠菌群发酵分解。这一过程会产生对结肠健康至关重要的短链脂肪酸（SCFAs）。研究还发现，膳食中的蛋白质尤其是弹性蛋白和胶原蛋白能在小肠中被细菌和真菌酶共同代谢，这凸显了膳食成分与微生物组之间复杂的相互作用关系。

结论

健胃消食口服液能改善高热量饮食导致的幼鼠胃肠功能损伤。转录组分析和肠道菌群互作研究表明，健胃消食口服液作用机制与调节胰腺分泌通路蛋白分泌及改善菌群紊乱有关。

参考文献：Zhang Y, Wei X, Jiang S, Gao W, Wang K, Wang H, Wang H, Si N, Zhou Y, Luo K, Wang M, Liu Y, Chen L, Ni L, Zhao H. Jianwei Xiaoshi oral liquid attenuates high-calorie diet-induced dyspepsia in immature rats via regulating the pancreatic secretion pathway and maintaining the homeostasis of intestinal microbiota. Chin Med. 2025 Jan 4;20(1):6. doi: 10.1186/s13020-024-01052-3.