来自蒙古药用植物Hypecoum leptocarpum的果胶多糖：其结构及其通过调节肠道微生物群和肠道炎症来改善溃疡性结肠炎的作用

《Carbohydrate Polymers》：Pectic polysaccharides from Mongolian medicinal Hypecoum leptocarpum: Structure and ulcerative colitis amelioration via gut microbiota and intestinal inflammation regulation

从H. leptocarpum提取的pectic多糖HLP-4-2通过调节肠道菌群（增加SCFA产生菌如Prevotella，减少致病菌如Klebsiella）改善溃疡性结肠炎小鼠症状，其机制涉及增强肠道屏障功能（促进黏液分泌、保护杯状细胞）及抑制炎症因子。

　　近年来，随着对肠道疾病研究的深入，科学家们逐渐认识到天然多糖在调控肠道健康和治疗炎症性疾病中的重要作用。溃疡性结肠炎（UC）作为一种慢性炎症性肠病，严重影响患者的生活质量，且具有较高的经济负担。由于UC的复杂性和复发性，现有的治疗手段，如激素、美沙拉嗪、英夫利昔单抗、硫唑嘌呤和甲氨蝶呤等，虽然在一定程度上能够缓解症状，但普遍存在疗效有限、副作用明显以及长期使用可能引发依赖等问题。因此，寻找一种更安全、更有效的治疗方案成为医学界的重要课题。

研究发现，某些植物来源的多糖，特别是果胶类多糖，具有独特的生物活性，包括抗炎、免疫调节、抗氧化、抗肿瘤以及调控肠道菌群的功能。果胶多糖作为可溶性纤维，能够被肠道微生物发酵生成短链脂肪酸（SCFAs），而这些SCFAs在维持结肠屏障完整性、调节免疫反应和减轻炎症方面发挥关键作用。此外，果胶的生物活性与其来源和结构特征密切相关，例如糖苷键的排列顺序、分子量和尿酸含量等。这些特性使得果胶多糖在食品科学、保健品和药物研发领域受到广泛关注。

在这一背景下，研究人员对一种名为“Hypecoum leptocarpum”（H. leptocarpum）的植物进行了深入研究。H. leptocarpum 属于罂粟科，是中国蒙古族传统医学中常用的药材，以其驱除“湿热”、清热解毒等功效而闻名。传统上，该植物被用于治疗流感、黄疸、消耗性发热、热毒等疾病。现代药理学研究进一步表明，H. leptocarpum 具有抗炎、退热、镇痛、保肝等多种生物活性。尽管以往的研究主要集中在该植物的生物碱成分上，但最新的研究发现，其粗多糖同样在减轻UC相关肠道炎症方面表现出显著效果。

本研究的重点在于从H. leptocarpum中提取和纯化一种果胶多糖（HLP-4-2），并对其结构和功能进行系统分析。HLP-4-2的分子量约为19.7 kDa，主要由均一果胶（HG）和鼠李半乳糖甘露聚糖-I（RG-I）组成。其中，RG-I包含重复的二糖单元，即1,4-α-果胶酸（GalpA）和1,2-α-鼠李糖（RhaP），并且带有阿拉伯糖或半乳糖的侧链。HG则由部分甲基酯化的GalA残基构成。这些结构特征表明HLP-4-2是一种低甲氧基果胶，具有独特的物理和化学性质。

在实验中，研究人员通过DSS诱导的UC小鼠模型评估了HLP-4-2的治疗效果。结果显示，HLP-4-2能够以剂量依赖性方式缓解UC症状，具体表现为疾病活动指数（DAI）降低、结肠长度恢复以及脾指数下降。这些结果提示HLP-4-2可能通过多种机制发挥作用。进一步的机制研究发现，HLP-4-2能够调节肠道菌群，促进有益的短链脂肪酸（SCFA）生成菌（如Prevotella）的生长，同时抑制致病菌（如Klebsiella）的丰度。这种肠道菌群的变化导致SCFA水平升高，尤其是丙酸和异丁酸，同时降低异戊酸水平。这些变化可能通过增强黏蛋白分泌、维持杯状细胞数量以及通过下调促炎性细胞因子来强化肠道屏障功能。

为了验证这些假设，研究人员还进行了粪菌移植（FMT）实验。实验结果表明，HLP-4-2对UC的治疗效果与肠道菌群的变化密切相关。这进一步支持了HLP-4-2在治疗UC中的潜在价值。此外，研究还发现，H. leptocarpum的多糖成分在抗炎活性方面与生物碱成分同样重要，这为该植物的药用价值提供了新的视角。

从H. leptocarpum中提取的HLP-4-2具有明显的结构特征，其主链由GalA组成，而侧链则包含Rha和阿拉伯糖。这种结构使得HLP-4-2在发酵过程中能够产生丰富的SCFAs，从而在维持肠道屏障和调节免疫反应方面发挥重要作用。此外，HLP-4-2的分子量和糖苷键排列顺序也是影响其生物活性的重要因素。例如，较低的分子量可能更容易被肠道微生物分解和利用，而特定的糖苷键排列顺序可能影响其与肠道黏膜的相互作用。

为了确保HLP-4-2的纯度和有效性，研究人员采用了多种提取和纯化技术。首先，从H. leptocarpum的粉末中提取得到HLP，其含量约为10.67%。随后，通过DEAE-纤维素柱层析法将HLP进一步分离为HLP-4，其含量为6.55%。最后，利用尺寸排阻色谱法对HLP-4进行纯化，得到主要成分HLP-4-2，其纯度达到55.79%。这些步骤确保了HLP-4-2的高质量，为后续的功能和机制研究奠定了基础。

HLP-4-2的结构特征不仅决定了其在体内的代谢途径，还影响其与肠道菌群的相互作用。例如，HG和RG-I的组合可能使得HLP-4-2在肠道中具有更高的稳定性，从而更有效地发挥其生物活性。此外，HLP-4-2的低甲氧基特性可能使其更容易被肠道微生物发酵，从而生成更多的SCFAs。这些SCFAs不仅有助于维持肠道屏障功能，还能够调节免疫反应，减少炎症反应。

在实验中，研究人员还发现，HLP-4-2的摄入能够显著改变肠道菌群的组成。例如，HLP-4-2能够促进有益菌的生长，同时抑制致病菌的增殖。这种菌群变化可能通过多种途径发挥作用，包括促进有益菌的代谢产物生成、抑制致病菌的毒素分泌以及增强肠道黏膜的免疫防御能力。此外，HLP-4-2的摄入还能够提高SCFA的水平，特别是丙酸和异丁酸，这些SCFAs在维持肠道屏障功能和调节免疫反应方面具有重要作用。

为了进一步验证HLP-4-2的治疗效果，研究人员进行了多项实验。其中包括评估HLP-4-2对肠道屏障功能的影响，如黏蛋白分泌和杯状细胞数量的变化。实验结果显示，HLP-4-2能够显著增强黏蛋白分泌，维持杯状细胞的数量，从而有助于修复UC引起的肠道损伤。此外，HLP-4-2还能够通过下调促炎性细胞因子（如TNF-α、IL-6和IL-1β）来减轻炎症反应，这为HLP-4-2的抗炎机制提供了新的证据。

研究还发现，HLP-4-2的摄入能够显著改变肠道菌群的组成。例如，HLP-4-2能够促进有益菌（如Prevotella）的生长，同时抑制致病菌（如Klebsiella）的增殖。这种菌群变化可能通过多种途径发挥作用，包括促进有益菌的代谢产物生成、抑制致病菌的毒素分泌以及增强肠道黏膜的免疫防御能力。此外，HLP-4-2的摄入还能够提高SCFA的水平，特别是丙酸和异丁酸，这些SCFAs在维持肠道屏障功能和调节免疫反应方面具有重要作用。

为了确保研究的科学性和严谨性，研究人员还对HLP-4-2的提取和纯化过程进行了详细描述。HLP-4-2的提取始于H. leptocarpum的粉末，通过一系列步骤得到HLP，随后利用DEAE-纤维素柱层析法进一步分离为HLP-4，最后通过尺寸排阻色谱法纯化为HLP-4-2。这些步骤确保了HLP-4-2的纯度和有效性，为后续的功能和机制研究奠定了基础。

此外，研究人员还对HLP-4-2的结构特征进行了深入分析。通过单糖分析和糖苷键排列顺序的研究，研究人员发现HLP-4-2主要由Rha和GalA组成，这表明其具有果胶的特性。同时，HLP-4-2的分子量和糖苷键排列顺序也是影响其生物活性的重要因素。例如，较低的分子量可能更容易被肠道微生物分解和利用，而特定的糖苷键排列顺序可能影响其与肠道黏膜的相互作用。

为了验证HLP-4-2的治疗效果，研究人员还进行了多项实验，包括评估其对肠道屏障功能的影响、对促炎性细胞因子的影响以及对肠道菌群的影响。实验结果显示，HLP-4-2能够显著增强肠道屏障功能，减少炎症反应，并促进有益菌的生长。这些结果表明，HLP-4-2在治疗UC方面具有潜在价值。

综上所述，HLP-4-2作为一种果胶多糖，具有显著的抗炎活性和调节肠道菌群的能力。其结构特征和代谢产物生成机制为研究其治疗UC的潜力提供了新的视角。同时，HLP-4-2的提取和纯化过程也表明，该多糖具有较高的纯度和有效性，为后续的临床应用奠定了基础。这些发现不仅支持了H. leptocarpum在传统医学中的药用价值，还为开发新的、更安全的UC治疗方法提供了科学依据。