近日，南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院曾曉雄教授課題組與國家枸杞工程技術(shù)研究中心曹有龍研究員團隊合作在Carbohydrate Polymers發(fā)表了題為“The polysaccharides from the fruits of Lycium barbarum L. confer anti-diabetic effect by regulating gut microbiota and intestinal barrier”的研究論文。該研究采用糞菌移植和偽無菌小鼠技術(shù)，并結(jié)合體外腸道單層細胞和巨噬細胞共培養(yǎng)模型，闡明了枸杞多糖重塑腸道菌群紊亂和改善腸上皮屏障功能的潛在降血糖作用機制。同時，該研究也是該課題組近年來圍繞枸杞多糖與腸道微生物相互作用及其健康效應研究在International Journal of Biological Macromolecules （2019）、Food & Function （2019）和Food Research International （2021）等刊物上發(fā)表相關(guān)成果后的又一重要進展。
枸杞多糖是枸杞中主要的活性成分，具有顯著的降血糖功效，但其潛在作用方式和機制尚不明確。課題組前期從體內(nèi)和體外證實了枸杞多糖不被上消化道消化和吸收，能以完整的形式進入大腸，并調(diào)節(jié)腸道微生物的組成與功能譜。因此，推測腸道微生物可能是枸杞多糖發(fā)揮眾多健康功效的重要靶點。此次研究結(jié)果表明，枸杞多糖干預能致使高脂飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素誘導糖尿病小鼠的血糖降低13.51%，并顯著改善血漿中糖化血紅蛋白水平和胰島b細胞的形態(tài)和功能。將枸杞多糖干預供體小鼠的腸道微生物移植入糖尿病受體小鼠后，受體小鼠的血糖降低16.34%；而通過復合抗生素模擬無菌小鼠后，枸杞多糖對偽無菌小鼠血糖的改善作用被消除，表明枸杞多糖的降血糖作用依賴于腸道微生物的存在。通過高通量測序分析也進一步證明，枸杞多糖干預能顯著影響糖尿病小鼠腸道微生物組成，特別是使分類學單元OTU_5（Allobaculum屬）的相對豐度增加了3.3 倍。同樣，糞菌移植后的受體小鼠中該分類學單元相對豐度也變?yōu)閷φ占S菌移植組的2倍。
通過組織形態(tài)學觀察和相關(guān)生化指標測定發(fā)現(xiàn)，枸杞多糖不僅可以調(diào)節(jié)腸道菌群的組成，而且對腸道屏障功能具有保護作用。Allobaculum屬在生理上能利用碳水化合物生成丁酸。與此一致，枸杞多糖干預小鼠盲腸內(nèi)容物和排泄的糞樣中正丁酸的含量顯著增加。而通過體外Caco-2細胞單層膜和RAW264.7巨噬細胞共培養(yǎng)模型探究發(fā)現(xiàn)，枸杞多糖和正丁酸均可上調(diào)緊密連接蛋白ZO-1的表達，緩解脂多糖LPS誘導的腸道通透性增加。因此，本研究從調(diào)控腸道微生物和腸道屏障角度表明了枸杞多糖降血糖作用的潛在機制，為枸杞多糖作為一種潛在腸道微生態(tài)制劑的開發(fā)提供了科學理論依據(jù)。
該論文第一作者為食品科技學院2019級博士生周望庭，通訊作者為食品科技學院曾曉雄教授和國家枸杞工程中心曹有龍研究員，南京農(nóng)業(yè)大學為第一署名單位。研究工作得到寧夏回族自治區(qū)重點科研開發(fā)項目、國家自然科學基金和江蘇高校優(yōu)勢學科建設(shè)工程項目的資助。
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