編者按
單寧酸（TA）和乳酸依沙吖啶（Eta）已組合使用數十年，常用于預防和治療急性、非特異性和旅行者腹瀉等，可以調節胃腸道屏障功能，但其潛在機制尚不清楚。
今天，我們分享2025年4月由德國霍恩海姆大學發表在Biomolecules上的一項最新研究。該研究首次利用小腸類器官模型，揭示了抗腹瀉藥物 Tannacomp® 的兩種主要活性成分單寧酸 (TA) 和乳酸依沙吖啶 (Eta)在非抗菌濃度下對腸道屏障功能和炎癥的作用及其機制，表明TA和Eta調節炎癥標志物和腸道屏障，為該藥物及其成分拓展應用于相關疾病提供了理論基礎。實驗結果顯示，單寧酸（TA）和乳酸依沙吖啶（Eta）降低了小腸類器官中的多種炎癥標志物，也減輕了LPS和GFR介導的腸道屏障功能障礙。
文章題目
Tannic Acid and Ethacridine Lactate Attenuate Markers of Stress-Induced Intestinal Barrier Dysfunctions in Murine Small Intestinal Organoids
雜志：Biomolecules（IF=4.8）
發表時間：2025年4月30日
作者：Louisa Filipe Rosa ,Steffen Gonda,Nadine Roese and Stephan C. Bischoff等
單位：德國霍恩海姆大學等
01、研究亮點
1. 成功構建小腸類器官模型，并開發了減少培養基關鍵生長因子誘導類器官應激的新方法，模擬Wnt信號通路受損相關的應激；
2. 首次在小腸類器官模型中探究了在非抗菌濃度下，抗腹瀉藥物Tannacomp® 的兩種主要活性成分——單寧酸 (TA) 和乳酸依沙吖啶 (Eta)對腸道屏障功能和炎癥的獨立作用及機制；
3. 首次證實TA和Eta通過抑制 MyD88/TNF-α/IL-6/IL-1β 炎癥信號通路發揮顯著的抗炎作用，并表明TA和Eta能有效改善腸道屏障完整性，揭示了其通過抗炎、修復屏障和調節固有免疫（AMPs）來發揮腸道保護作用的新機制；
4. 明確了類器官模型中使用TA (0.01 mg/mL) 和 Eta (0.002 mg/mL) 的安全有效劑量 (5:1比例)，該比例與 Tannacomp® 人用制劑一致，且無細胞毒性或誘導炎癥。
02、研究背景
單寧酸（TA）和乳酸依沙吖啶（Eta）已組合使用數十年，用于預防和治療急性、非特異性和旅行者腹瀉。單寧酸是多酚類化合物，通過蛋白質沉淀發揮作用，這種“收斂作用”導致有毒物質吸收減少，從而保護腸粘膜免受進一步應激因素的影響。TA具有抗炎和抗增殖活性，Eta對不同的致病菌株，如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、各種沙門氏菌株和志賀氏菌等表現出抗菌、抑菌作用，并通過解痙作用改善癥狀，如腹部絞痛、加快腸道蠕動等。
最新研究也表明，TA和Eta通過調節胃腸 (GI) 屏障功能發揮治療作用。腸道屏障功能障礙，尤其是緊密連接 (TJ) 和粘附連接 (AJ) 蛋白引起的紊亂，已成為多種疾病發病機制中的重要因素，如胃腸道感染、炎癥性腸病 (IBD)、克羅恩病 (CD)、反復腹瀉或腸化生等。之前的研究也已表明，閉合蛋白(Ocln)和閉鎖小帶蛋白1 (ZO-1) 表達降低會導致腸道通透性異常，引起細菌代謝物易位和慢性低度炎癥等，封閉蛋白7(CLDN7)的形成減少會導致胃腸道炎癥過程加劇、細胞變性等。
GI屏障的另一個重要防御策略是抗菌肽 (AMPs) 的形成和分泌，其具有廣譜抗菌、抗病毒和抗真菌作用，從而保護宿主免受病原體侵害，并調節腸道微生物群。哺乳動物中重要的抗菌肽 (AMPs)有防御素(defensins)、Cathelicidins和組胺素(histatins)三類。防御素主要分為α-防御素、β-防御素和θ-防御素三大類。α-防御素主要由小腸潘氏細胞表達，β-防御素由整個腸道上皮細胞表達，它們具有對抗多種細菌、真菌和病毒的抗菌活性，阻止病原體到達腸上皮。
研究發現，受損的GI抗菌肽防御會增加患IBD或小腸結腸炎等多種GI疾病的風險。如CD患者表現出回腸α-防御素表達降低，這與NOD2或Toll樣受體 (TLR)等AMP調節因子的缺陷有關。腸道α-防御素表達降低，會導致腸道微生物群紊亂、細菌過度生長，以及GI屏障完整性下降，從而造成細菌代謝物易位。然而，胃腸道 (GI) 疾病的抗菌肽AMP的潛在作用機制尚未清楚。除了潘氏細胞數量和功能受損外，信號介導的誘導受損及蛋白水解激活減少等也被討論過。
有證據表明，TA通過調節胃腸屏障功能來發揮治療作用。在氧化應激的小鼠模型中，口服TA后會減少Claudin（CLDN）蛋白，并誘導ZO-1表達，改善腸道形態和腸道屏障。TA治療通過改善胃腸屏障完整性，從而降低血清粘蛋白水平并誘導回腸ZO-1蛋白表達，改善大鼠的乳糖誘導性腹瀉。人體研究也表明，富含單寧酸提取物的食物可調節腸道菌群，特別是通過增加短鏈脂肪酸 (SCFA) 產生毛螺菌科和瘤胃球菌科的細菌等。然而，關于TA或Eta在炎癥中如何調節GI屏障功能，目前仍知之甚少。
本研究中，研究人員深入揭示了在非直接抗菌濃度下，Tannacomp®的關鍵成分TA和Eta對GI屏障功能和炎癥反應的影響。通過利用小鼠類器官模型，提供了生成體外三維細胞結構的可能性，從而可以模擬體內復雜的器官結構；通過添加促炎 LPS或從細胞培養基中去除生長因子來誘發應激反應。實驗結果表明，TA和Eta通過顯著的抗炎、修復腸道物理屏障和調節腸道化學屏障 (AMPs) 的多重作用等，來保護腸道免受應激損傷，驗證了類器官是研究與慢性胃腸疾病相關的粘膜免疫反應、腸道屏障功能的成熟工具，為理解其治療腹瀉的傳統療效提供了新視角，并為其潛在應用于更廣泛的腸道屏障功能障礙相關疾病奠定了重要的臨床前基礎。
03、研究成果
1. 細胞存活率分析
研究人員將類器官暴露于不同濃度中的TA和Eta30小時。結果顯示，TA在1 mg/mL及以下濃度和Eta在0.1 mg/mL及以下濃度，對細胞存活率無顯著影響，但Eta在1mg/mL時，細胞存活率顯著下降（p<0.01），表明高濃度Eta具有細胞毒性。
MTT實驗計算得出TA的ED50為1.623mg/mL，ED100為1.787mg/mL；Eta的ED50為0.081mg/mL，ED100為0.087mg/mL，這些濃度下細胞存活率未受顯著影響，表明0.01mg/mL的TA和0.002 mg/mL的Eta適用于類器官細胞培養。
圖1
2. 炎癥標志物和緊密連接蛋白基因表達分析
實驗結果顯示，高濃度的TA（1mg/mL）和Eta（1mg/mL和0.1 mg/mL）顯著誘導了IL-6和IL-1β的基因表達（p<0.05），而低濃度TA（0.01 mg/mL）和Eta（0.002 mg/mL）則沒有這種效應，還導致了緊密連接蛋白Ocln和Cldn7基因表達的顯著下降，而低濃度TA和Eta則沒有顯著影響。這表明，低濃度的TA和Eta不會誘導炎癥反應或損害緊密連接蛋白的表達，而高濃度則可能對類器官的腸道屏障功能產生負面影響。
圖2
3. 緊密連接和黏附連接基因表達分析
實驗結果顯示，GFRed和LPS處理均導致緊密連接和黏附連接基因表達的顯著變化。GFRed處理降低了ZO-1、Ocln和Cldn7的基因表達，而LPS處理則降低了ZO-1和Ocln的基因表達。但當類器官在GFRed或LPS處理的同時暴露于TA或Eta時，這些基因表達的變化得到了顯著改善。
TA和Eta能夠顯著提高ZO-1、Ocln和Cldn7的基因表達水平，從而減輕應激誘導的腸道屏障功能障礙，這表明TA和Eta可以調節緊密連接和黏附連接基因表達，維持腸道屏障的完整性。
圖3
4. 黏蛋白基因表達分析
實驗結果顯示，GFRed處理顯著增加了Muc1的基因表達，同時降低了Muc2的基因表達，而LPS處理則沒有顯著影響。但當類器官在GFRed處理的同時暴露于TA或Eta時，這些黏蛋白基因表達的變化得到了顯著的改善。
TA和Eta能夠顯著降低Muc1的基因表達，同時提高Muc2的基因表達水平，表明TA和Eta可以調節黏蛋白基因表達，維持腸道屏障的黏液層完整性，從而增強腸道的防御功能。
圖4
5. 抗菌肽基因表達分析
實驗結果顯示，GFRed處理顯著增加了Defa21、Defa5、Lyz1和mBD1的基因表達，而LPS處理則增加了Defa21、Reg3γ和mBD1的基因表達。但當類器官在GFRed或LPS處理的同時暴露于TA或Eta時，這些抗菌肽基因表達的變化得到了顯著的改善。
TA和Eta能夠顯著降低Defa21、Defa5、Lyz1和mBD1的基因表達水平，從而減輕應激誘導的抗菌肽過度激活，這表明TA和Eta具有調節抗菌肽基因表達的能力，有助于維持腸道屏障的抗菌防御功能，從而增強腸道的防御能力。
圖5
6. Nod2基因表達分析
實驗結果顯示，GFRed處理顯著增加了Nod2的基因表達，而LPS處理則沒有顯著影響。但當類器官在GFRed處理的同時暴露于TA或Eta時，Nod2基因表達的增加得到了顯著的抑制。這表明，TA和Eta可以調節Nod2基因表達，減輕應激誘導的Nod2依賴性抗菌肽過度激活，從而增強腸道的防御功能。
圖6
7. Mmp7基因表達分析
實驗結果顯示，GFRed處理顯著增加了Mmp7的基因表達，而LPS處理則沒有顯著影響。但當類器官在GFRed處理的同時暴露于TA或Eta時，Mmp7基因表達的增加得到了顯著的抑制。這表明，TA和Eta可以調節Mmp7基因表達的能力，減輕應激誘導的Mmp7依賴性抗菌肽過度激活，從而增強腸道的防御功能。
圖7
8. Myd88基因表達與抗菌肽基因表達的相關性分析
實驗結果顯示，Myd88基因表達與Lyz1、mBD1、Defa1、Defa5和Defa21基因表達之間存在顯著的正相關關系，而與Reg3γ基因表達之間存在顯著的負相關關系。這表明，Myd88基因表達的增加可能通過調節抗菌肽基因表達來增強腸道的抗菌防御功能。TA和Eta通過抑制Myd88基因表達，進而減輕應激誘導的抗菌肽過度激活，從而增強腸道的防御功能。
圖8
04、編者點評
綜上所述，該研究本研究深入揭示了Tannacomp®的關鍵成分 TA 和 Eta 在非直接抗菌濃度下，通過其顯著的抗炎、修復腸道物理屏障 (TJ/AJ/Muc) 和調節腸道化學屏障 (AMPs) 的多重作用來保護腸道免受應激損傷。這些發現為理解其治療腹瀉的傳統療效提供了新視角，并為其潛在應用于更廣泛的腸道屏障功能障礙相關疾病奠定了重要的臨床前基礎。
作為健康美麗產業CRO服務開拓者與引領者、斑馬魚生物技術的全球領導者，環特生物搭建了“斑馬魚、類器官、哺乳動物、人體”多維生物技術服務體系，開展健康美麗CRO服務、科研服務、智慧實驗室搭建三大業務。目前，環特已建立200多種斑馬魚模型，胃癌、腦類器官、心臟類器官及各種腫瘤類器官培養平臺，歡迎有需要的讀者垂詢！