2′-岩藻糖基乳糖与双歧杆菌双歧杆菌合生元通过调控肠道转录功能与菌群改善小鼠便秘的机制研究

本研究针对便秘这一全球高发的胃肠功能障碍，创新性地采用人乳寡糖2′-岩藻糖基乳糖(2′-FL)与双歧杆菌双歧杆菌(B. bifidum)合生元干预洛哌丁胺诱导的便秘小鼠模型。通过多组学分析发现，该组合通过上调胃泌素、P物质等胃肠调节肽，抑制TNF-α等促炎因子，增强紧密连接蛋白(ZO-1/Occludin)表达，并显著促进阿克曼菌(Akkermansia)等有益菌增殖，从分子-微生物-表型多层面阐明其改善便秘的协同机制，为合生元制剂开发提供新思路。

　　

便秘作为困扰全球10%-30%人群的胃肠功能障碍，其发病与肠道动力异常、菌群紊乱及肠屏障损伤密切相关。尽管刺激性泻剂短期有效，但长期使用易导致药物依赖。近年来，益生菌与益生元的协同应用成为研究热点，但关于人乳寡糖2′-岩藻糖基乳糖(2′-FL)与双歧杆菌双歧杆菌(B. bifidum)合生元的作用机制尚不明确。

中国工业微生物菌种保藏中心等机构的研究人员通过构建洛哌丁胺诱导的BALB/c小鼠便秘模型，系统评估了2′-FL与B. bifidum联用对排便参数、炎症因子、肠屏障功能的影响，结合转录组学和16S rRNA测序技术，揭示了该合生元通过调控ABC转运体、丁酸代谢等通路及阿克曼菌等关键菌属改善便秘的多维机制。相关成果发表于《Food Research International》。

研究采用的主要技术包括：洛哌丁胺诱导便秘小鼠模型建立、胃肠转运功能检测(小肠推进率/全肠传输时间)、ELISA检测胃肠肽(胃泌素/P物质/VIP)及炎症因子(TNF-α/IL-1β)、qPCR分析紧密连接蛋白(ZO-1/Claudin-1/Occludin)、Illumina转录组测序及16S rRNA微生物多样性分析。

【2′-FL协同B. bifidum调节小鼠便秘表型】
实验显示合生元组较单独干预组显著提升粪便含水量(21.7%)和小肠推进率(34.5%)，缩短全肠传输时间28.3%。机制上，2′-FL+B. bifidum上调胃泌素(1.8倍)和P物质(2.1倍)，抑制血管活性肠肽(VIP)表达(降低62%)，通过双向调节胃肠肽网络改善动力障碍。

【肠道炎症与屏障功能改善】
合生元干预使促炎因子TNF-α、IL-1β水平分别降低57%和49%，同时抗炎因子IL-10提升2.3倍。Western blot显示紧密连接蛋白ZO-1、Occludin表达量增加1.5-2倍，血清肠屏障标志物D-乳酸和DAO水平下降40%-55%，证实其修复肠屏障的协同效应。

【转录组学揭示分子机制】
KEGG分析发现2′-FL+B. bifidum显著富集免疫系统过程(adj.p<0.01)、ABC转运体(1.7倍)、糖酵解(2.2倍)和丁酸代谢(3.1倍)通路。其中，丁酸合成关键酶BUT(butyryl-CoA transferase)表达上调3.5倍，为菌群代谢互作提供分子证据。

【肠道菌群重构特征】
16S rRNA测序显示合生元组阿克曼菌(Akkermansia)相对丰度提升8.7倍，双歧杆菌(Bifidobacterium)增加3.2倍，拟杆菌门/厚壁菌门比值升高1.9倍。特别值得注意的是，2′-FL分解产生的岩藻糖促进B. bifidum分泌糖苷水解酶(GHs)，通过交叉喂养(cross-feeding)机制支持其他共生菌生长。

该研究首次阐明2′-FL与B. bifidum通过"菌群-代谢-免疫"网络协同缓解便秘的机制：在分子层面激活丁酸代谢与免疫调节通路；在微生物层面重塑以阿克曼菌为核心的有益菌群；在功能层面双向调节胃肠肽平衡。这不仅为合生元配方优化提供理论依据，更开创了将人乳寡糖应用于成人功能性胃肠疾病治疗的新思路。作者Yi Shan等强调，该组合中B. bifidum特有的GHs酶系统可高效分解2′-FL为岩藻糖等单体，这种底物特异性可能是其优于其他益生菌组合的关键因素。未来研究可进一步探索不同菌株对HMOs的代谢差异，推动个性化合生元制剂开发。