合生元配方通过调节人类粪便菌群和减轻肠道上皮细胞炎症改善肠道屏障功能

推荐：本研究针对肠道菌群失调导致的肠漏症和炎症问题，开发了含Bifidobacterium和Lactobacillus菌株与异麦芽低聚糖(IMOs)的合生元配方(SB)。通过粪便批量发酵和Caco-2细胞模型，证实SB可促进双歧杆菌和乳酸菌增殖，抑制E. coli和Clostridium，增加短链脂肪酸(SCFAs)产量；在TNF-α+LPS诱导的炎症中，SB能降低ROS和促炎因子(IL-6/IL-8/TNF-α/IL-1β)，上调紧密连接基因(ZO-1/occludin/claudin)表达，恢复TEER值。该研究为肠道屏障功能障碍的干预提供了新策略。

　　

肠道健康与全身性疾病密切相关，而肠道屏障功能障碍（俗称"肠漏"）是多种代谢性和炎症性疾病的共同病理基础。这种状态通常由肠道菌群失调(dysbiosis)引发，表现为肠道通透性增加、慢性低度炎症和氧化应激。尽管益生菌(probiotics)和益生元(prebiotics)单独使用已显示出调节潜力，但近年研究表明，将两者结合的合生元(synbiotics)可能产生协同效应。然而，市场上多数菌株源自国外，本土化配方开发及机制研究亟待加强。

针对这一需求，Anita Rawat团队在《The Microbe》发表了创新性研究。他们采用印度本土分离的Bifidobacterium longum Bif10、B. breve Bif11、Lacticaseibacillus rhamnosus LAB3和Lactiplantibacillus plantarum LAB39，配伍异麦芽低聚糖(IMOs)构建合生元配方(SB)，通过多维度实验验证其对肠道菌群和屏障功能的调节作用。

研究主要采用三项关键技术：1）人类粪便批量发酵系统评估SB对特定菌群（Bifidobacterium/Lactobacillus/E. coli/Clostridium）的调节作用；2）HPLC定量短链脂肪酸(SCFAs)浓度；3）建立TNF-α+LPS诱导的Caco-2细胞炎症模型，通过ROS检测、ELISA、qPCR和TEER测量等分析SB的抗炎和屏障修复效应。

3.1 合生元促进有益菌增殖并增加SCFAs

粪便发酵48小时后，SB+粪便(SB+F)组使Bifidobacterium和Lactobacilli活菌数分别增加0.6和0.5 log₁₀ CFU/mL，同时抑制E. coli和Clostridium生长。RT-PCR显示SB使Bifidobacterium/Lactobacillus相对丰度提高1.5倍，而Klebsiella/E. coli降低40-60%。HPLC分析发现SB+F组乙酸/丙酸/丁酸产量达42/17/10 mM，接近葡萄糖组的发酵效果。

3.2 合生元缓解氧化应激和炎症

在TNF-α+LPS刺激的Caco-2细胞中，SB处理使ROS水平降至对照组的12%（BB为30%，IMOs为55%）。抗氧化指标显著改善：超氧化物歧化酶(SOD)活性恢复至0.18 U/mg蛋白（炎症组0.048），谷胱甘肽(GSH)和过氧化氢酶分别提升至4.2 mmol/mg和5.4 μM/mg。ELISA显示SB使IL-8、IL-6、TNF-α和IL-1β分别降低至2%、44%、31%和44%。

3.3 合生元修复肠道屏障

SB使紧密连接基因ZO-1、occludin和claudin表达分别上调4倍、3.9倍和3.6倍，显著优于单独使用BB或IMOs。TEER值从炎症组的138.6 Ω·cm²恢复至983.4 Ω·cm²，FITC-葡聚糖渗透率降至2%，证实屏障功能改善。PCA分析显示SB处理组与正常对照组聚类最近，表明其强大的保护作用。

这项研究首次系统验证了印度本土菌株合生元配方的双重效益：既通过"菌群-SCFAs"轴优化微生态，又经"抗氧化-抗炎-屏障修复"通路缓解肠漏。特别值得注意的是，SB对致病菌的抑制效果与葡萄糖相当，但避免了高糖的潜在副作用。其机制可能涉及：1）IMOs选择性促进益生菌发酵产酸；2）SCFAs（尤其是丁酸）通过组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制NF-κB通路；3）益生菌直接调控紧密连接蛋白表达。

尽管存在样本量有限等局限，但该研究为开发区域性定制化肠道干预方案提供了重要依据。未来可进一步探索SB对TLR4/MAPK信号通路的精确调控机制，以及在代谢综合征、IBD等疾病模型中的转化应用价值。