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文章背景简介

BACKGROUND INTRODUCTION

近年来，环境中大气颗粒物污染，特别是细颗粒物污染频繁发生。PM2.5（颗粒物≤2.5 μm）具有粒径小、表面积大、传播距离远、滞留时间长等特点，易进入肺泡末端，侵入血液和呼吸系统。此外，颗粒物污染与胃、肠道疾病之间存在联系，接触颗粒物会改变整个胃肠道微生物群，导致炎症。因此，找到一种安全、低毒、有效的方法对于缓解 PM2.5引起的呼吸道疾病非常重要。临床研究表明，肠道微生物群及其所处的微生态平衡在肺部疾病与胃肠道疾病的相互关联中起到了桥梁作用。肠道菌群失衡与肺部疾病相互影响，一方面，肠道菌群失调会增加肺部疾病的风险；另一方面，当肺部感染造成肺部微生态紊乱时，肠道微生态也会遭到破坏。因此，改善肠道菌群失衡有助于缓解肺部疾病。目前，关于桔梗多糖（PRP）对PM2.5暴露诱导肺损伤影响的研究有限，特别是对肺部微生物群的影响尚不清楚。

桔梗 (Platycodon grandiflorus) 是多年生食用草本植物。其中桔梗根(PR)，是一种常见的蔬菜，用于制作配菜、泡菜和饮料。在东亚，PR是一种药食同源的传统中药（药食同源），具有宣肺止咳、化痰、利咽消肿等功效。已被收录于中国、韩国、日本等多个国家的药典中。多糖是桔梗中主要的生物活性成分之一，由于其广泛的药理学活性而引起人们的广泛关注。有研究报道，PRP与桔梗皂苷D (PD)具有协同改善慢性支气管炎的作用。目前，关于PRP功能的研究多集中在抗肿瘤、抗肥胖、抗氧化、免疫激活等方面，在PM2.5诱导的肺损伤中的保护效果和机制尚不清楚。

为了探讨PRP对肺损伤的保护作用及其调控机制。天津科技大学王楠/黑龙江省中医药科学院王伟明团队开展了相关研究，并于2024年在学术期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（IF=5.7）发表一篇封面论文，题为“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”。论文第一作者是天津科技大学2020级生物工程专业硕士研究生孙杨，通讯作者是天津科技大学王楠教授及黑龙江省中医药科学院王伟明研究员。

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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对PM2.5诱导的肺损伤的保护作用及其潜在机制。

从桔梗中分离出一种分子量为244.56 kDa的中性多糖，该多糖主要由鼠李糖（Rha）、阿拉伯糖（Ara）、半乳糖（Gal）、葡萄糖（Glc）、木糖（Xyl）和甘露糖（Man）组成。通过动物实验评估了PRP对PM2.5诱导的肺水肿、氧化损伤及细胞凋亡的影响，并检测了支气管肺泡灌洗液中的炎症因子水平变化。同时，研究了PRP对肠道黏膜屏障损伤的作用，以及对TLR4/NF-κB p65信号通路的影响。此外，还分析了PRP对肺部和肠道微生物组的调节作用。

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文章主要结果RESULTS

体内药效方面，PRP显著改善了PM2.5诱导的肺水肿、氧化损伤及细胞凋亡，并降低了支气管肺泡灌洗液中的炎症因子水平。PRP减少了肠道黏膜屏障损伤，从而降低了血清脂多糖水平，并抑制了肺组织中TLR4/NF-κB信号通路的过度激活。值得注意的是，PRP优化了肺部和肠道的微生物群落组成。口服PRP导致短链脂肪酸（SCFA）产生菌的富集，进而上调了乙酸、丁酸和异戊酸的水平。

研究表明，桔梗中性多糖（PRP）能够通过抑制TLR4/NF-κB p65信号通路，减少炎症反应，减轻氧化损伤和细胞凋亡，并且改善肠道和肺部的微生物组成来增强机体的防御能力有效缓解PM2.5造成的肺损伤。这些发现表明PRP可能成为对抗环境污染所致健康问题的有效天然产物之一。

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文章的创新点及启示

INNOVATION POINTS

揭示桔梗中性多糖（PRP）对PM2.5诱导肺损伤的保护机制：本文采用气管滴注PM2.5建立肺损伤模型，首次详细阐明了桔梗中性多糖通过抑制TLR4/NF-κB p65信号通路来减轻PM2.5引起的肺组织炎症反应和氧化应激。

证明PRP对肠道和肺部微生物群落结构的优化作用：研究表明，PRP不仅能够改善肺部和肠道菌群，还能调节肠道黏膜屏障功能，减少血清脂多糖水平，并促进有益短链脂肪酸（SCFAs）产生菌的增殖。

揭示PRP可以作为预防或治疗PM2.5污染所致肺损伤的有效成分：实验结果证实，口服PRP能显著降低由PM2.5导致的一系列病理变化，包括肺水肿、细胞凋亡及炎症因子水平升高等。

       原文标题 : 天科大王楠团队JAFC封面文章，揭示桔梗多糖改善PM2.5肺损伤的新机制