肠道菌群调节介导宁夏枸杞多糖对牙周炎及其肝肾并发症的保护作用

《Food Bioscience》：Gut Microbiota Modulation Mediates the Protective Effects of Lycium ruthenicum Polysaccharide against Periodontitis and Its Hepato-renal Complications

　　

摘要

牙周炎是一种慢性炎症性疾病，不仅会导致牙槽骨吸收，还会引发全身性并发症，包括肝脏和肾脏损伤。本研究旨在探讨宁夏枸杞多糖（LRP）在牙周炎大鼠模型中对牙周炎及其相关肝肾并发症的保护作用，重点关注肠道菌群调节的作用。通过结扎上颌第二磨牙并局部注射脂多糖（LPS）的方式在雄性Sprague-Dawley大鼠中诱导牙周炎。模型成功建立后，大鼠分别口服低、中、高剂量（分别为50、100和150 mg/kg体重）的LRP，持续四周。将LRP治疗组供体动物的粪便菌群移植至抗生素预处理的治疗接受者中，可减轻牙周炎和全身损伤；而将模型组供体动物的粪便菌群移植则加重上述症状，为肠道菌群调节与LRP介导的保护作用之间的关联提供了额外证据。结果表明，LRP治疗，尤其是高剂量，可显著抑制牙槽骨吸收，微CT分析显示骨体积分数、骨小梁数量和骨小梁厚度均有改善。此外，组织病理学检查证实，LRP显著减少了牙龈、肝脏、肾脏和肠道中的炎性细胞浸润和组织损伤，血清和组织中促炎细胞因子（如TNF-α和IL-6）水平降低。值得注意的是，LRP治疗通过上调紧密连接蛋白ZO-1和occludin的表达，恢复了肠道屏障完整性。对盲肠内容物进行16S rRNA基因测序发现，LRP显著调节了肠道菌群组成，其特征是显著富集了有益菌如Lachnospiraceae NK4A136 group和Akkermansia，同时抑制了潜在病原体如Escherichia-Shigella的丰度。这些发现表明，LRP通过恢复肠道菌群稳态和减轻全身炎症的机制，对牙周炎及其全身并发症发挥多效性保护作用，凸显了其作为功能性食品成分用于牙周疾病管理的潜力。

引言

牙周炎由牙周致病菌驱动，特征为炎症性骨吸收和结缔组织破坏^[1]。该病影响超过10%的成年人，是牙齿脱落的首要原因^[2]，并可能导致肝脏[3], [4], [5]、肾脏[6], [7], [8]、心血管[9], [10]及糖尿病[11], [12], [13]等全身性并发症。目前的治疗方法主要依赖于机械清创联合抗生素[14], [15], [16]，但其疗效受到耐药性、对炎性骨丢失预防不足以及对口腔外器官损伤忽视的局限^[17]。

牙周炎的发病机制涉及炎症与氧化应激的恶性循环，循环中的促炎因子和活性氧可直接损害肝脏和肾功能^[18]。肠道菌群失调进一步加剧了这一过程：肠道屏障受损促进内毒素移位，激活肝脏和肾脏的固有免疫，放大全身体损伤[19], [20], [21]。因此，恢复肠道菌群稳态是一种有前景的策略^[22]，但传统抗炎药物存在胃肠道和肾脏毒性风险，且缺乏菌群调节能力，限制了其长期应用^[23]。

作为功能性食品宁夏枸杞的主要生物活性成分，宁夏枸杞多糖（LRP）通过抑制TLR4/NF-κB通路发挥已证实的抗炎和抗氧化活性^[24]，枸杞多糖显示出促进成骨细胞分化的潜力^[25]。膳食多糖可作为益生元[26], [27]，被肠道菌群发酵产生短链脂肪酸，从而支持肠道屏障完整性和全身抗炎效果[28], [29]。作为一种复杂的杂多糖，LRP可能通过与肠道菌群的相互作用调节肠-全身轴，但其对牙周炎及相关肝肾并发症的作用尚未被探索。因此，我们假设LRP的保护作用与肠道菌群稳态恢复相关，并旨在评估其对大鼠牙周炎诱导的骨吸收和多器官损伤的疗效，为其开发为功能性食品成分提供证据。

章节片段

材料与试剂

LRP粗粉购自青海昭康枸杞产业有限公司。单糖标准品（鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、果糖、半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸）购自北京索莱宝科技有限公司。三氯乙酸（TCA）购自国药化学试剂有限公司。大鼠TNF-α、IL-6和ALP的ELISA试剂盒购自厦门慧嘉生物科技有限公司。苏木精-伊红染色液、Masson三色试剂盒，

LRP被表征为含有吡喃糖环的多糖。

通过光谱和色谱技术阐明了LRP的结构特性。FTIR光谱结果（图S1A）显示在3250 cm^-1处有一个宽峰，指示O-H伸缩振动，而在1650 cm^-1处的明显峰与羧基或酰胺基团有关。此外，指纹区（1000-1100 cm^-1）的信号提示存在吡喃糖环振动和糖苷键。紫外-可见光谱分析（图S1B）显示

讨论

本研究探讨了LRP对牙周病变的保护作用，以及相关的肝脏和肾脏损伤。研究发现，在牙周炎模型中，LRP有效减轻了牙槽骨吸收并增强了骨微结构^[39]，从而为其成骨特性提供了直接证据。此外，通过综合分析，我们发现LRP具有抗炎作用并能调节肠道菌群，这表明LRP

结论

本研究阐明了牙周炎伴随全身性并发症，与核心肠道菌群的失调有关，从而加剧牙槽骨吸收，并可能导致与菌群失调和假设的内毒素移位相关的内毒素介导的肝脏、肾脏和肠道功能障碍。口服LRP被发现可逆转这种微生物失衡，恢复微生物丰度至生理水平，并

CRediT作者贡献声明

徐书华：验证、资源提供。梅雪：验证、资源提供。杨良：验证、数据整理。王可：验证。胡寒文：撰写-初稿、验证、形式分析、数据整理。陆乃炎：撰写-审阅与编辑、验证、资源提供、方法学、调查、概念设计。邵阳：验证。夏天：验证、数据整理。项文：撰写-审阅与编辑、可视化、资源提供、数据整理、概念设计

伦理声明

本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究获得了江南大学的批准。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者提出合理请求后获取。

基金资助

本研究得到无锡市青年研究项目 卫生委员会（Q202416）、无锡市卫生委员会项目（Z202419）以及无锡科技局项目（Y20232007）的资助。

利益冲突声明

作者声明，就本文的发表不存在任何利益冲突。未从任何组织获得可能影响本文所述研究结果、分析或结论的财务支持、资助或商业关系。所有研究工作、数据收集、分析及论文撰写均由作者独立完成。我们确认本文内容具有原创性并符合相关学术道德

致谢

感谢所有参与本研究的研究人员和工作人员作出的宝贵贡献。在本文准备过程中，作者使用了AI辅助工具（Deepseek，https://www.deepseek.com/）来提高可读性和语言质量。

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