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肠道微生物群失调与代谢疾病紧密相关，为探究铁皮石斛（Dendrobium）多糖对血糖的调节作用，研究人员以 Dendrobium Taiseed Tosnobile（DTT）为对象，发现其多糖（DTTPS）能改善相关生理指标，且发酵得到的 DTTPSF2 在调节高血糖方面潜力巨大。
在人体这个神秘的 “小宇宙” 里，肠道微生物群就像一群隐藏的 “居民”，数量比人体细胞还多，它们与人体健康息息相关。一旦这群 “居民” 的平衡被打破，各种代谢疾病就可能找上门来，比如肥胖和糖尿病。在众多影响肠道微生物群的因素中，食物和草药中的不可消化碳水化合物扮演着重要角色。铁皮石斛，作为一种传统的名贵中药材，富含具有调节血糖等生物活性的葡甘露聚糖。然而，铁皮石斛多糖究竟是如何与肠道微生物群相互作用来影响人体健康的，这一问题就像一团迷雾，一直困扰着科研人员。
为了揭开这团迷雾，来自多个研究机构的研究人员踏上了探索之旅。他们将目光聚焦在 Dendrobium Taiseed Tosnobile（DTT）这种潜在的铁皮石斛品种上，试图弄清楚其多糖（DTTPS）对血糖的调节机制。经过一系列深入研究，他们发现 DTTPS不仅能改善与高血糖相关的生理状况，还能增加益生菌的丰度。更令人惊喜的是，通过特定微生物发酵 DTTPS得到的乙酰化葡甘露寡糖（DTTPSF2），在调节高血糖方面展现出巨大潜力。这一研究成果发表在《Carbohydrate Polymer Technologies and Applications》上，为治疗糖尿病和肥胖等代谢疾病提供了新的思路和方向。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。在动物实验方面，以雄性 C57BL/6J 小鼠为样本队列，通过喂养不同饮食来观察对小鼠血糖、体重等生理指标的影响。在微生物分析方面，利用 16S rRNA 测序技术剖析小鼠肠道微生物群的组成变化。在多糖结构鉴定方面，采用部分甲基化糖醇乙酸酯分析（PMAA）、核磁共振光谱（NMR）等技术确定 DTTPS的结构 。
在研究结果部分，首先是 DTTPS的分离与化学特征测定。研究人员从 DTT 水提取物中成功纯化出 DTTPS，确定其为平均分子量 194kDa 的乙酰化葡甘露聚糖，葡萄糖与甘露糖比例约为 1:5.5，且乙酰基主要取代在甘露糖的 2 和 3 位。
接着是抗炎作用研究。通过体外实验，以 RAW 264.7 细胞分泌的肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）、白细胞介素 - 6（IL-6）和转化生长因子 -β（TGF-β）为指标，发现 DCPS和 DTTPS在低浓度时抑制炎症反应，高浓度时可能激活其他免疫机制。
然后是对高血糖相关生理状况及短链脂肪酸（SCFAs）的影响研究。小鼠实验表明，长期使用铁皮石斛水提取物可有效改善血糖水平和体重，同时增加食物摄入量。DTT 组的脂肪重量显著降低，结肠长度显著增加。SCFAs 分析显示，DC 组和 DTT 组的乙酸和丁酸浓度变化不同，DTT 组总 SCFAs 浓度显著降低，但丁酸产量显著增加。
在粪便微生物群组成的测序与分析中，16S rRNA 测序结果显示，DC 组和 DTT 组小鼠肠道中 Bacteroides、Firmicutes、Proteobacteria 和 Verrucomicrobia 等菌门水平显著高于对照组，DTT 组中 Verrucomicrobia 水平几乎是对照组的十倍以上。同时，两组中益生菌属 Lactobacillus、Lactococcus、Oscillospira 和 Ruminococcus 的水平也显著增加。
生物降解实验发现，Bacteroides ovatus 能高效利用 DTTPS作为碳源，发酵 8 小时后，DTTPS被分解为平均分子量 1.6kDa 的寡聚分子，36 小时后进一步被消耗，表明其降解是分阶段进行的。
对 DTTPSBO 调节高血糖相关因子的研究中，发酵液经分离得到的 DTTPSF2 表现出最强的 α- 葡萄糖苷酶抑制活性，抑制率为 28.7%。此外，在浓度为 100μg/mL 时，DTTPSF2 能增强 32.8% 的 GLP-1 活性，抑制 50.3% 的 DPP-4 酶活性，展现出良好的抗糖尿病潜力。
在 DTTPSF2 的化学特征测定中，通过 HPAEC-PAD 和串联质谱分析，确定其由葡萄糖和 mannose 组成，比例约为 1:2.7，还含有少量其他单糖，主要寡糖含有 3 - 7 个单糖单元和 1 - 4 个乙酰取代基。
最后，对 DTTPS在 B. ovatus 基因组中的降解途径研究发现，B. ovatus 存在独特的甘露聚糖水解系统，其中 BoGmuG1 和 BoGmuG2 可能通过双位移机制水解多糖，但乙酰基的存在阻碍了其对多糖的完全降解。
综合研究结论和讨论部分，在小鼠模型中，DTTPS显著改善了餐后血糖水平、白色脂肪重量和结肠长度等生理指标，还增加了有益肠道微生物的相对丰度，提高了小鼠肠道中丁酸的水平 。通过 B. ovatus 发酵 DTTPS得到的 DTTPSF2，在调节高血糖相关生理因子方面表现出色，这可能与其在肠道中长时间停留影响肠道健康有关。DTTPS与肠道微生物群相互作用在调节血糖和特定细胞因子方面的独特作用，为未来开发治疗糖尿病和肥胖的策略提供了新视角，有望为代谢疾病的治疗带来新的突破。
