黄精果聚糖结构表征及其通过SCF/c-Kit和AQP/ENaC-γ通路缓解小鼠慢传输型便秘的作用研究

《Carbohydrate Polymers》：Structural characterization of fructans from Polygonatum kingianum and their effects on LOP-induced constipation in mice

本研究从黄精（Polygonatum kingianum）中纯化出三种中性果聚糖PKF-2/3/4，系统解析其（1→6）-α-D-葡萄糖核心连接β-(2→1)/β-(2→6)果糖支链结构（聚合度9/14/25）。药效学证实PKF（100-400 mg/kg）通过调控胃肠激素（MTL/GAS）、修复肠道屏障、调节SCF/c-Kit运动通路与AQP/ENaC-γ水平衡通路，显著改善洛哌丁胺（LOP）诱导的小鼠慢传输型便秘（STC），为黄精低分子量碳水化合物开发提供理论依据。

　　

Section snippets

Materials

黄精（Polygonatum kingianum）根茎采自中国云南省文山市，由云南中医药大学药学院邱斌教授鉴定（标本号YNTM 2022001115）。

Extraction of PKF

新鲜黄精根茎洗净切片（3-5 mm），自然晾晒后经热水提取、乙醇沉淀、DEAE纤维素柱和凝胶色谱纯化，获得三种中性果聚糖组分PKF-2、PKF-3和PKF-4。

The contents of total sugar, protein and uronic acid in PKF

采用苯酚-硫酸法、考马斯亮蓝G-250法和硫酸-甲酚法分别测定PKF-2、3、4的总糖、蛋白质和糖醛酸含量（表1）。标准曲线回归方程线性关系良好（图1）。

Uniformity of fructan and mw distribution

凝胶渗透色谱（GPC）分析显示PKF-2、3、4的分子量（Mw）分布均呈单一对称峰。

Discussion

本研究系统阐明了黄精来源的三种果聚糖（PKF-2/3/4）以(1→6)-α-D-葡萄糖为核心、通过β-(2→1)和β-(2→6)糖苷键连接果糖链的结构特征（聚合度分别为25/14/9）。这类果聚糖结构类似龙舌兰来源的菊粉（agavin-type），其低聚合度特性可能更利于肠道吸收与微生物酵解。动物实验证实PKF能显著提升便秘小鼠的粪便产量和胃肠传输率，其作用机制涉及多重通路：①调节血清胃肠动力激素（MTL、GAS）水平；②修复Lop损伤的肠道屏障功能；③激活SCF/c-Kit信号通路促进 Cajal间质细胞功能恢复；④平衡结肠水通道蛋白（AQP）与上皮钠通道（ENaC-γ）表达以改善流体稳态。值得注意的是，PKF在显著低于乳果糖阳性对照（2.5 g/kg）的剂量下（100-400 mg/kg）展现出相当或更优的通便效果，凸显其作为低分子量碳水化合物药物的开发潜力。

Conclusions

本研究证实从黄精中分离的果聚糖PKF-2/3/4在洛哌丁胺诱导的小鼠便秘模型中具有显著抗便秘作用。结构分析明确其均为agavin型构型且聚合度各异。PKF治疗有效恢复粪便输出、胃肠传输功能、血清胃肠调节因子及肠道屏障完整性，同时调控运动（SCF/c-Kit）和流体平衡（AQP/ENaC-γ）关键通路。