薏苡仁多糖通过阻断肠道尿素代谢对腺嘌呤诱导的慢性肾衰竭的肾脏保护作用

《Food Frontiers》：Renoprotective Effect of Coix lachryma-jobi L. Seed Polysaccharides in Adenine-Induced Chronic Renal Failure by Blocking Gut Urea Metabolism

Coix lachryma-jobi L.种子多糖（CP）通过抑制肠道尿素酶活性、减少氨生成及调节肠道菌群改善慢性肾脏病（CKD）小鼠肾功能。体外实验显示CP由肠道菌群发酵后有效抑制尿素酶，降低氨产量；体内实验表明CP减少血清肌酐、磷，改善肾组织病理学，增加尿及粪便尿素排泄，降低粪便p- cresol和吲哚水平，同时减少产毒菌群如Parabacteroides和Anaeroplasma丰度，增强Lactobacillus比例，抑制芳香族氨基酸代谢通路，从而通过肠-肾轴调控减轻尿毒症毒素生成。

　　本研究探讨了玉米须（Coix lachryma-jobi L.）种子多糖（CP）在慢性肾病（CKD）中的潜在益处，特别是在改善肾功能和减少尿毒症毒素生成方面的作用。CKD已成为全球范围内严重的公共卫生问题，其高发病率、低意识度、较差的预后和高昂的医疗成本，使得寻找有效的干预手段变得尤为重要。研究发现，CP具有一定的抗肾损伤能力，可能通过调节肠道微生物群来抑制尿酶活性和芳香族氨基酸代谢，从而降低尿毒症毒素的生成并增强氮质废物的排泄。

### 肠道与肾脏的相互作用

肠道与肾脏之间存在密切的相互作用，这种相互作用被称为“肠-肾轴”。在CKD患者中，由于肾脏的过滤功能下降，尿素等氮质废物在血液中积累，随后通过肠道排泄。然而，这种排泄过程可能受到肠道微生物群的影响。尿素在肠道中被某些细菌的尿酶分解为氨，而氨的积累可能对肠道健康产生负面影响，如降低肠道pH值、促进肠道通透性（“漏肠”现象）以及导致毒素进入血液循环。因此，通过调节肠道微生物群来减少尿素的分解和氨的生成，可能是改善CKD患者肾功能的一种有效策略。

研究中，CP表现出对尿素的抗消化特性，即在胃和小肠中未被显著分解，但在结肠中被肠道微生物发酵。这种特性使得CP能够逃逸宿主的消化系统，直接作用于肠道微生物群。在体外实验中，CP表现出显著的尿酶抑制活性，并在尿素发酵过程中减少了氨的生成。这些结果表明，CP可能通过抑制尿酶活性，减少尿素在肠道中的分解，从而降低氨的生成。

在CKD小鼠模型中，CP治疗显著改善了肾功能，包括降低血清肌酐（Scr）、尿素氮（BUN）和血磷水平，同时增加了尿液和粪便中的尿素排泄，减少了粪便中的氨含量。此外，CP还降低了粪便中尿毒症毒素如对-甲酚（p-cresol）和吲哚（indole）的水平。这些毒素通常与CKD的进展相关，它们的减少可能有助于减轻肾脏负担。

### 肠道微生物群的调节

肠道微生物群在CKD的发病机制中起着关键作用。研究发现，CP能够调节肠道微生物群的组成，减少某些与尿毒症毒素生成相关的细菌种类，如Parabacteroides、Anaeroplasma等，同时增加有益菌群如乳酸菌（Lactobacillus）的丰度。乳酸菌的增加与尿毒症毒素水平呈负相关，同时与尿液中尿素和氨的排泄呈正相关。这表明，CP可能通过促进有益菌群的生长，减少有害菌群的丰度，从而改善肠道微生物群的结构和功能。

此外，研究还发现，CP对芳香族氨基酸代谢通路具有显著的抑制作用。芳香族氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸在肠道中被分解为尿毒症毒素的前体物质，如对-甲酚和吲哚。CP通过减少这些氨基酸的代谢活动，从而降低尿毒症毒素的生成。这种调节作用可能有助于改善CKD患者的代谢状态，降低尿毒症毒素的积累。

### 实验方法与数据分析

为了评估CP的消化和发酵特性，研究采用体外模拟胃和小肠消化系统的方法，确认了结肠是CP的主要作用部位。随后，通过体外发酵实验，研究了CP对尿素分解和氨生成的影响。实验结果显示，CP能够有效抑制尿酶活性，并在尿素发酵过程中减少氨的生成。

在动物实验中，研究使用了腺嘌呤诱导的CKD小鼠模型，并评估了CP对肾功能和肠道微生物群的影响。实验结果显示，CP显著改善了CKD小鼠的肾组织病理学特征，减少了肾小球和肾小管的损伤。同时，CP降低了血清肌酐和血磷水平，增加了尿液中尿素和氨的排泄，表明其具有促进氮质废物排泄的作用。

通过16S rDNA测序和功能预测分析，研究进一步揭示了CP对肠道微生物群的调节作用。在门水平上，CP治疗后，厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度有所变化，而变形菌门（Proteobacteria）的丰度显著降低。在属水平上，CP显著减少了与尿毒症毒素生成相关的细菌种类，如Parabacteroides和Anaeroplasma，同时增加了有益菌群如乳酸菌的丰度。这些变化与尿毒症毒素水平的下降呈显著相关。

### 结论与应用前景

综上所述，本研究发现CP能够通过调节肠道微生物群，抑制尿酶活性和芳香族氨基酸代谢，从而减少尿毒症毒素的生成，并促进氮质废物的排泄。这些机制表明，CP可能通过“肠-肾轴”改善CKD患者的肾功能。因此，CP作为一种膳食纤维，具有潜在的临床应用价值，可能成为CKD饮食管理中的重要成分。

此外，研究还指出，膳食纤维的摄入可能有助于改善CKD患者的代谢状态，降低心血管疾病（CVD）的风险。CKD患者常伴随高磷血症和血管钙化，而CP的干预能够显著降低血磷水平，同时减少钙的积累，从而减轻这些并发症的风险。因此，CP不仅有助于改善肾功能，还可能在预防和治疗CKD相关并发症方面发挥重要作用。

本研究的发现为CKD的非药物干预提供了新的思路。通过调节肠道微生物群，CP可能成为一种有效的功能性食品，帮助患者减少尿毒症毒素的积累，改善肾功能，并降低心血管疾病的风险。这些结果为未来的临床研究和营养干预策略提供了重要的理论基础和实验支持。