《Microbial Pathogenesis》：Sea Cucumber Extract Enhances Glutathione-Related Antioxidant Defense and Reduces Apoptosis in
Eimeria papillata-Infected Mice
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抗球蟲、抗氧化及抗凋亡活性研究：評估海鞘提取物HpE對實驗小鼠球蟲感染的治療效果，發(fā)現(xiàn)200 mg/kg劑量顯著抑制卵囊排出（63.53×10?±50.06×10?），改善氧化應(yīng)激（GSH升高28.11 ng/mg，GPx活性100.9 U/mg），減少凋亡（caspase-3表達降低）及免疫調(diào)節(jié)（CD68+巨噬細胞減少）。該研究為開發(fā)天然抗球蟲藥物提供新方向。
Rania G. Taha | Youssef A. El-Sayed | Felwa A. Thagfan | Rewaida Abdel-Gaber | Murad A. Mubaraki | Ahmed Abdel-Moneim | Andreas Meryk | Andreas Meryk | Mohamed A. Dkhil
埃及開羅赫利奧波利斯羅克西艾因沙姆斯大學(xué)教育學(xué)院生物與地質(zhì)科學(xué)系，郵編11757
摘要
Eimeria屬寄生蟲在全球范圍內(nèi)具有廣泛影響，可感染多種脊椎動物并引發(fā)球蟲病。由于抗球蟲藥物的普遍使用，寄生蟲的抗藥性日益增強，因此亟需尋找替代療法。本研究旨在評估Holothuria polii提取物（HpE）與參考藥物氨丙啉在對Eimeria papillata感染的小鼠體內(nèi)的抗球蟲、抗氧化及抗凋亡作用。實驗共分為七組：陰性對照組；僅接受HpE治療的組（劑量為200 mg/kg）；陽性對照組（未接受治療但已感染）；以及分別接受100 mg/kg、200 mg/kg或400 mg/kg HpE治療的感染組，以及接受120 mg/kg氨丙啉治療的感染組。所有感染組均通過口服方式攝入1×103個E. papillata孢子囊。最初對所有HpE劑量組的孢子囊排出量進行了檢測，以確定最有效的濃度。結(jié)果顯示，每100克干重中HpE含有1.28克總酚類物質(zhì)（以沒食子酸計）和0.05克總黃酮類物質(zhì)（以蘆丁計）。接受200 mg/kg HpE和氨丙啉治療的組孢子囊排出量顯著減少，分別為63.533×104 ± 50.06×104個和0.4312×104 ± 0.1280×104個。鑒于其顯著的抗球蟲活性及良好的安全性，選擇200 mg/kg劑量進行后續(xù)詳細分析。200 mg/kg HpE顯著改善了氧化狀態(tài)，表現(xiàn)為GSH水平（28.11 ± 3.65 ng/mg）和GPx活性（100.9 ± 10.94 U/mg）顯著升高。同樣，氨丙啉處理組GSH（32.63±179）和GPx（138.6±5.40）也有所提高。此外，HpE還能減少空腸中的caspase-3表達和凋亡細胞數(shù)量，并降低CD68陽性巨噬細胞的數(shù)量�？傊�，本研究證明了HpE在改善氧化狀態(tài)、抑制凋亡及調(diào)節(jié)感染期間免疫反應(yīng)方面的治療潛力。未來研究應(yīng)探討其潛在的分子機制，并評估HpE在不同感染模型中的長期保護作用。
引言
球蟲病是一種嚴重的原生動物疾病，對農(nóng)業(yè)和家養(yǎng)動物構(gòu)成重大威脅，導(dǎo)致畜牧業(yè)和家禽業(yè)遭受經(jīng)濟損失和疾病困擾。該病由Eimeria寄生蟲引起。Eimeria屬寄生蟲在脊椎動物中廣泛存在，是最常見的頂復(fù)門原生動物寄生蟲。迄今為止，已采取多種策略來減輕Eimeria感染的經(jīng)濟影響[1]。目前有許多廣譜抗球蟲藥物用于治療和預(yù)防球蟲病[2]。這些藥物（如硝呋唑酮、尼卡巴嗪和氨丙啉）可抑制球蟲的發(fā)育、代謝和繁殖[3]，但過度使用導(dǎo)致藥物殘留和抗藥性問題[4]。在許多國家，已有效采用替代品和方法來控制這種危險疾病[5]。
天然產(chǎn)物（NPs）是由植物、動物、無脊椎動物和微生物產(chǎn)生的小分子生物活性物質(zhì)[6]。它們在藥物發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，尤其是在傳染病領(lǐng)域。由于其抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用，它們被廣泛用于控制球蟲感染，因為它們能減輕組織損傷并增強宿主防御機制[7]。Wunderlich等人使用大蒜、石榴等天然產(chǎn)物提取物對抗球蟲病，證明了其對抗氧化應(yīng)激的保護作用[8]。Ghasemzadeh等人發(fā)現(xiàn)Juglans regia具有抗氧化、抗炎和抗凋亡特性[9]。海洋生物尤其富含結(jié)構(gòu)獨特的NPs，具有重要的營養(yǎng)、工業(yè)和生物醫(yī)學(xué)價值[10]。過去15年來，基于海洋生物多樣性的新藥物開發(fā)速度加快[11][12]。隨著抗寄生蟲藥物耐藥性的出現(xiàn)，迫切需要開發(fā)新型生物制劑來治療被忽視的熱帶疾病。具有抗寄生蟲活性的海洋物質(zhì)可能是這些化合物的來源，為治療提供可能[13]。一些海洋物種（如藍細菌、細菌、藻類、�？秃ⅲ⿲δ承┰鷦游锞哂锌辜纳x作用[14][15][16]。
海參（SCs）是一類體型類似蠕蟲、身體柔軟的棘皮動物，因營養(yǎng)價值和醫(yī)療意義而在海洋生態(tài)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位[17][18]。它們富含維生素A、B1（硫胺素）、B2（核黃素）和B3（煙酸）等維生素，以及鐵（Fe）、鈣（Ca）、鋅（Zn）和鎂（Mg）等礦物質(zhì)[19]。近期水產(chǎn)養(yǎng)殖研究表明Holothuria屬具有重要的生物學(xué)價值；Basir等人展示了H. atra在綜合多營養(yǎng)級水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)中的功能作用[20]。海參被視為對人類有益的營養(yǎng)食品[21]。這類海洋動物含有具有強抗真菌、抗菌和抗炎活性的生物活性化合物[22][23]。這為研究H. polii對抗Eimeria的潛力提供了依據(jù)。
程序性細胞死亡稱為凋亡，對生長、維持組織穩(wěn)態(tài)及清除不良或受損細胞至關(guān)重要[24]。腸道隱窩中的凋亡細胞控制著干細胞的總量[25]。胃腸道系統(tǒng)的凋亡有助于腸道細胞的更新，從而維持組織穩(wěn)態(tài)。本研究使用的寄生蟲特定于嚙齒類動物，因此我們選擇阿爾比諾小鼠（Mus musculus）作為實驗?zāi)Ｐ�。該品系因可重�?fù)性、生理特性明確以及常用于評估治療效果而受到廣泛認可[16][19]。最新研究表明巨噬細胞在感染過程中是代謝和炎癥途徑的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。Zhang等人發(fā)現(xiàn)巨噬細胞介導(dǎo)的代謝重編程對限制疾病進展至關(guān)重要，這支持了HpE可能通過調(diào)節(jié)CD68+巨噬細胞來增強宿主防御的結(jié)論[26]。盡管人們對天然抗寄生蟲劑越來越感興趣，但目前尚無關(guān)于H. polii提取物抗球蟲效果的數(shù)據(jù)，因此其潛在治療價值仍需進一步研究。因此，我們假設(shè)H. polii提取物可緩解球蟲病引起的氧化應(yīng)激、凋亡和免疫失調(diào)。本研究旨在評估HpE在Eimeria感染小鼠中的抗氧化、抗凋亡和免疫調(diào)節(jié)作用，以確定其作為安全有效的天然替代品的潛力。
Holothuria polii提取
2023年5月，我們從埃及亞歷山大市采集了Holothuria屬海參樣本。根據(jù)Purcell等人的方法對樣本進行了鑒定[27]。樣品用自來水徹底清洗后，去除體壁并切碎，再分離內(nèi)臟器官。使用電動攪拌機將H. polii體壁干燥并研磨成粉末。提取過程采用70%甲醇酒精進行浸泡[28]。
H. polii提取物中的總酚類和黃酮類物質(zhì)
結(jié)果顯示，每100克干重提取物中含有1.28克總酚類物質(zhì)（以沒食子酸計），以及0.05克總黃酮類物質(zhì)（以蘆丁計）[圖1]。
孢子囊抑制作用
感染E. papillata的小鼠在感染第5天時，每克糞便中的孢子囊排出量為122.6250×104 ± 17.2206×104個。接受100 mg/kg、200 mg/kg或400 mg/kg HpE處理后，孢子囊排出量分別為103.133×104 ± 9.05×104個、63.533×104 ± 50.06×104個。
討論
球蟲病是全球影響牲畜和家禽的主要寄生蟲疾病之一，導(dǎo)致生產(chǎn)力下降、生長受阻和死亡率增加。多種Eimeria物種（如E. tenella、E. acervulina和E. maxima）可引起家禽和牲畜的腸道球蟲病，尤其是幼畜[44]。這些寄生蟲侵入腸道上皮細胞，導(dǎo)致嚴重組織損傷和炎癥。
結(jié)論
Holothuria polii提取物可能對治療球蟲病有效。近年來，天然成分已成為開發(fā)新藥物的重要來源。需要進一步研究以評估天然產(chǎn)物作為抗球蟲藥物的效果，并了解球蟲感染如何影響動物體內(nèi)的基因表達及防御機制。
作者貢獻聲明
Youssef A. El-Sayed：撰寫初稿、軟件使用、方法設(shè)計。
Felwa A. Thagfan：資源獲取、項目管理、資金申請、數(shù)據(jù)分析。
Rania Gamal Taha：審稿與編輯、撰寫初稿、監(jiān)督、軟件使用、方法設(shè)計。
Ahmed Abdel-Moneim：監(jiān)督、實驗設(shè)計、概念構(gòu)建。
Andreas Meryk：實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)管理。
Rewaida Abdel-Gaber：項目管理、數(shù)據(jù)分析。
Murad A. Mubaraki：結(jié)果驗證。
倫理審批聲明
作者遵守赫爾萬大學(xué)科學(xué)學(xué)院動物護理與使用委員會（HU-IACUC）的倫理規(guī)范，審批編號：HU-IACUC/Z/YE0911-53。
數(shù)據(jù)可用性聲明
通訊作者可根據(jù)合理要求提供支持研究結(jié)果的數(shù)據(jù)。
投稿聲明
本研究內(nèi)容尚未在其他地方發(fā)表，也未接受其他出版機構(gòu)的審稿。
資金來源
本研究得到了沙特阿拉伯利雅得Princess Nourah Bint Abdulrahman大學(xué)的研究支持項目（PNURSP2025R96）和King Saud大學(xué)的持續(xù)研究資助計劃（ORF-2025-655）的支持。
