新型叶黄素 - 甜菊苷复合物调控肠道菌群改善 DSS 诱导结肠炎的机制研究

【字体: 时间:2025年05月30日 来源:Food Production, Processing and Nutrition 4

编辑推荐:

  为解决炎症性肠病(IBD)现有治疗副作用多等问题,研究人员开展叶黄素 - 甜菊苷复合物(LUT-STE)对 DSS 诱导结肠炎小鼠的作用研究。发现其可改善症状、调节肠道菌群,为 IBD 防治提供新方向。

  炎症性肠病(IBD)是一种慢性肠道炎症性疾病,包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD),其发病与遗传、肠道菌群失调、免疫异常等多种因素相关。目前临床治疗主要依赖免疫抑制剂等药物,但存在系统性毒性和严重并发症,且无法根本解决肠道菌群失调和肠屏障破坏的问题。因此,寻找安全有效的天然药物或功能性食品来防治 IBD 具有重要的现实意义。叶黄素作为一种天然强抗氧化剂,具有抗炎、抗癌等作用,但其低溶解度和生物利用度限制了其疗效。甜菊苷是一种天然甜味剂,前期研究发现其包裹叶黄素可显著提高叶黄素的生物利用度。在此背景下,江苏农业科学院农产品加工研究所等机构的研究人员开展了叶黄素 - 甜菊苷复合物(LUT-STE)对 DSS(右旋糖酐硫酸钠)诱导的结肠炎小鼠的防治作用及机制研究,相关成果发表在《Food Production, Processing and Nutrition》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:选用 6 周龄雄性 C57BL/6J 小鼠构建 DSS 诱导的结肠炎模型,将小鼠随机分为空白对照组、模型组、叶黄素灌胃组(LUT+DSS)、甜菊苷灌胃组(STE+DSS)、叶黄素甜菊苷混合物灌胃组(MIX+DSS)和甜菊苷包裹叶黄素灌胃组(LUT-STE+DSS)。通过检测小鼠体重、粪便血红素含量、结肠长度和病理变化,利用 ELISA 法测定血清炎症因子水平,qPCR 技术分析结肠组织相关基因表达,16S rRNA 测序分析肠道菌群组成等方法,探讨 LUT-STE 对结肠炎的防治作用及机制。

研究结果


小鼠摄食和饮水变化


DSS 建模后,小鼠摄食量和饮水量在初期稳定,随后逐渐下降。LUT+DSS 组在 DSS 处理第 5 天摄食量有所增加,且在处理后第 2 天摄食量高于空白对照组。

小鼠体重变化


DSS 建模后,空白对照组小鼠体重持续上升,其他组小鼠体重显著下降。实验结束时,各治疗组小鼠体重与模型组无显著差异。

小鼠粪便形态和质量变化


空白对照组小鼠粪便为棕色短棒状,质量稳定。DSS 组小鼠在建模后出现软便、血便,粪便质量显著下降。LUT-STE+DSS 组小鼠稀便出现较晚且量较少,改善结肠炎症状效果最佳。

小鼠粪便血红素水平变化


DSS 组小鼠粪便血红素含量随处理时间延长逐渐升高,LUT-STE+DSS 组小鼠粪便血红素含量显著低于其他治疗组,表明其抑制肠道出血能力更强。

小鼠结肠形态和长度变化


DSS 组小鼠结肠缩短、水肿,盲肠萎缩且有血迹。LUT-STE+DSS 组小鼠结肠状态最接近空白对照组,结肠长度显著长于模型组,表明其能有效抑制结肠缩短。

小鼠结肠组织病理分析


空白对照组小鼠结肠黏膜完整,上皮细胞正常。DSS 组小鼠结肠黏膜损伤严重,有大量炎症细胞浸润。LUT 和 STE 干预均可改善结肠炎症,LUT-STE+DSS 组结肠上皮组织完整性显著提高,紧密连接蛋白 ZO-1 和 Claudin-1 表达恢复较好。

小鼠血清炎症细胞因子变化


DSS 组小鼠血清中 TNF-α、IL-1β、IFN-γ 等炎症因子水平显著升高,LUT-STE 处理显著降低了这些炎症因子的含量,且与空白对照组无显著差异。

小鼠结肠组织基因表达变化


DSS 处理导致结肠组织中炎症相关基因(TNF-α、IL-1β 等)表达显著上调,紧密连接蛋白基因(ZO-1、Occludin、Claudin-1)和短链脂肪酸受体基因(GPR41、GPR43)表达下调。LUT 和 STE 干预可显著抑制炎症基因表达,上调紧密连接蛋白和短链脂肪酸受体基因表达。

小鼠肠道菌群分析


DSS 处理显著改变了小鼠肠道菌群结构,降低了菌群多样性。LUT-STE 干预可调节肠道菌群生态平衡,改变理研菌科、普雷沃氏菌科、毛螺菌科等多个菌科的相对丰度,使肠道菌群结构向正常方向恢复。

研究结论和讨论


本研究表明,叶黄素和甜菊苷通过协同作用可显著改善 DSS 诱导的结肠炎小鼠的症状,包括抑制体重下降、结肠缩短、血便、肠道组织损伤和炎症因子分泌与表达。其作用机制可能与上调紧密连接蛋白基因表达以恢复肠组织完整性、提高短链脂肪酸受体基因表达以促进短链脂肪酸生成,以及调节肠道菌群结构和关键微生物功能有关。甜菊苷包裹叶黄素形成的复合物(LUT-STE)因提高了叶黄素的生物利用度,其防治结肠炎的效果优于叶黄素和甜菊苷单独使用或简单混合。该研究为开发防治 IBD 的营养干预策略提供了重要的理论依据,叶黄素和甜菊苷有望成为治疗人类 IBD 的潜在物质。未来需进一步在其他动物模型中验证其效果,并开展长期安全性和有效性研究。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号