《Food Research International》：Exploration of glucose lowering ability of
Moringa oleifera polysaccharide in simulated intestinal and liver environment: an integrated
in vitro investigation of its prebiotic potential, intestinal transport, and hepatic insulin-resistance-related response
编辑推荐：
•MOLP经历持续发酵，降解速度比菊粉慢，并表现出对富含阿拉伯糖的侧链的选择性利用。•MOLP将肠道微生物群重塑为双歧杆菌促进型及短链脂肪酸（SCFA）产生型菌群，效果优于商用云杉阿拉伯聚半乳糖（AG）和菊粉。•MOLP发酵产生更广谱、受体活性更强的SCFA谱型，丙酸盐和丁酸
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MOLP经历持续发酵，降解速度比菊粉慢，并表现出对富含阿拉伯糖的侧链的选择性利用。
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MOLP将肠道微生物群重塑为双歧杆菌促进型及短链脂肪酸（SCFA）产生型菌群，效果优于商用云杉阿拉伯聚半乳糖（AG）和菊粉。
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MOLP发酵产生更广谱、受体活性更强的SCFA谱型，丙酸盐和丁酸盐相关代谢产物显著富集。
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MOLP衍生的代谢产物可穿越肠屏障，并通过TLR4/NF-κB、AMPK/SIRT1及PI3K/AKT通路的调控，缓解肝脏胰岛素抵抗。
引言
2型糖尿病（T2DM）是一种以慢性高血糖和进行性器官并发症为特征的全球性代谢性疾病（Zheng等人，2018）。胰岛素抵抗（IR），尤其是肝脏代谢中的胰岛素抵抗，是维持糖异生失调和糖原合成受损的核心致病特征（Accili等人，2025）。尽管目前的药物治疗可以改善血糖控制，但其局限性和不良反应促使人们寻求能够维持葡萄糖稳态的更安全膳食干预措施。
越来越多的证据表明肠道菌群失调参与代谢疾病的发病和进展，支持将肠-肝轴作为治疗靶点（Tilg等人，2022）。在健康状态下，膳食纤维经结肠共生微生物发酵产生短链脂肪酸（SCFA）和其他代谢产物，这些产物可强化肠道屏障、减少内毒素移位，并通过特定信号通路调节肝脏葡萄糖和脂质代谢（Rauf等人，2022；Yao等人，2022）。相反，微生物失衡会损害屏障完整性，促进微生物产物向肝脏移位，加剧慢性低度炎症，从而加重肝脏胰岛素抵抗（Tilg等人，2020）。因此，鉴定能够重塑肠道微生物群并产生相关发酵代谢产物的膳食成分，为缓解T2DM提供了有前景的策略。
阿拉伯聚半乳糖（AG）型多糖的微生物可发酵性和结构多样性使其成为有前景的益生元候选物。这一思路支持了研究木槿叶富含AG的多糖（MOLP）的合理性（Wen等人，2023）。M. oleifera Lam. 是一种具有悠久传统药用历史的食用植物（Dhakad等人，2019）。结构上，MOLP是一种相对均一的高分子量II型阿拉伯聚半乳糖，富含阿拉伯糖和半乳糖，具有独特的分支结构。与成分相对简单的常用益生元（如菊粉）相比，这种结构复杂性可能支持更异质性的微生物利用和时间差异化的代谢产物产生。相对于商用云杉AG，其更高的分子量和不同的阿拉伯糖-半乳糖组成也为研究结构依赖的发酵行为提供了依据。这些特征表明其在维持发酵和选择性支持利用碳水化合物的细菌方面具有潜在优势。MOLP已显示出降血糖和降血脂的潜力（Chen等人，2017），通过抗氧化和代谢调节作用改善糖尿病模型中的代谢功能障碍（Li, Yong等人，2025），并促进正常小鼠的SCFA产生和STC-1细胞中的GLP-1分泌（Wen等人，2025）。然而，MOLP衍生的发酵代谢产物在穿越肠上皮细胞后是否仍保持代谢活性，以及由此产生的渗透液如何影响肝脏胰岛素信号传导，仍有待深入研究。
在我们先前的研究中，采用一体化提取工艺从M. oleifera叶中分离出纯化多糖组分（MOLP-PE），并将其表征为相对均一的高分子量AG-II。其独特的分支结构、对葡萄糖和脂质吸收的抑制作用以及对葡萄糖和脂质代谢的有益效果，均支持其抗糖尿病潜力。然而，获取该组分所用的纯化路线依赖耗时的双重蛋白酶/双树脂策略，限制了其可扩展性，并可能部分改变了天然阿拉伯聚半乳糖的结构。在本研究中，我们采用相同的提取工艺，但将先前的纯化策略替换为更温和、更简化的工艺，包括果胶酶辅助去除果胶杂质、活性炭脱色和超滤，以获得目标多糖（MOLP-CPP）。与MOLP-PE相比，MOLP-CPP具有相同的AG-II核心结构，但保留了更多的天然分支特征，同时具有有利的加工特性和益生元潜力（Gu, Yang等人，2024；Yang等人，2019；Yang等人，2023）。
因此，探究"多糖→微生物群→代谢产物→穿越肠上皮→肝细胞作用"这一潜在机制级联对推进T2DM的功能性策略至关重要。基于这些发现，本研究旨在评估连接MOLP发酵、微生物群落重塑、发酵产物经上皮转运以及肝脏代谢响应的序列关系。采用人粪便批量发酵模型，比较MOLP与商用云杉AG和菊粉在降解动力学、结构变化、SCFA产生、微生物组成和双歧杆菌促进活性方面的差异。随后，将MOLP发酵衍生的代谢产物应用于Caco-2单层细胞，并收集基底侧渗透液，在胰岛素抵抗的HepG2细胞中评估其对葡萄糖消耗、糖原积累以及与AMPK/SIRT1、IRS1/PI3K/AKT和TLR4/MyD88/NF-κB相关信号传导的影响。本研究的主要创新在于将发酵表征、上皮转运和肝脏功能评估进行顺序整合，而非孤立地研究益生元活性或细胞代谢效应。该结果为MOLP在模拟肠道和肝脏环境中的降血糖能力提供了证据，并阐明了连接微生物利用、肠道转运和肝脏胰岛素抵抗的潜在机制级联。
章节片段
材料与试剂
云杉阿拉伯聚半乳糖（AG）购自Lonza有限公司（瑞士巴塞尔），纯度>90%，分子量（Mw）为5.2 × 104 Da，Ara/Gal摩尔比约为1:6。Moringa oleifera叶种植于中国云南省保山，经风干后从山东良木生物科技有限公司（原蓝沐精灵）购买，该公司位于中国山东省济南市。木槿叶多糖（MOLP）根据先前提出的优化工艺在本实验室制备。
MOLP、AG和菊粉的发酵动力学与益生元功能
本研究使用混合人粪便微生物接种物，比较了MOLP、一种商用AG型多糖和菊粉的体外发酵动力学。系统监测pH值、总碳水化合物含量、还原糖含量和发酵行为等参数，以评估微生物可降解性和益生元潜力。如图1A所示，空白对照组在48小时内维持稳定的pH值（约7.7），表明在无添加物的情况下发酵活性极低。
结论
总之，本研究证实MOLP（来自Moringa oleifera叶的阿拉伯聚半乳糖）在该混合体外发酵体系中表现出优于云杉来源AG和菊粉的益生元活性。它也更有效地将肠道微生物群重塑为双歧杆菌促进型和SCFA产生型谱。重要的是，本研究通过整合
CRediT作者贡献声明
Jing Lu：撰写–审阅与编辑，撰写–初稿，可视化，软件，调查，正式分析。Yong Li：验证，方法学，数据整理。Mouming Zhao：概念化。Lianzhu Lin：撰写–初稿，监督，项目管理，资助获取。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢寒江实验室研究团队科研启动基金项目（HJL202511B002）的资助支持。
Jing Lu|Yong Li|Mouming Zhao|Lianzhu Lin
