近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院曾曉雄教授課題組與國(guó)家枸杞工程技術(shù)研究中心曹有龍研究員團(tuán)隊(duì)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(wú)菌小鼠技術(shù)，并結(jié)合體外腸道單層細(xì)胞和巨噬細(xì)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(jī)制。同時(shí)，該研究也是該課題組近年來(lái)圍繞枸杞多糖與腸道微生物相互作用及其健康效應(yīng)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(jìn)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(jī)制尚不明確。課題組前期從體內(nèi)和體外證實(shí)了枸杞多糖不被上消化道消化和吸收，能以完整的形式進(jìn)入大腸，并調(diào)節(jié)腸道微生物的組成與功能譜。因此，推測(cè)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(diǎn)。此次研究結(jié)果表明，枸杞多糖干預(yù)能致使高脂飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素誘導(dǎo)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(xì)胞的形態(tài)和功能。將枸杞多糖干預(yù)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(guò)復(fù)合抗生素模擬無(wú)菌小鼠后，枸杞多糖對(duì)偽無(wú)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(lài)于腸道微生物的存在。通過(guò)高通量測(cè)序分析也進(jìn)一步證明，枸杞多糖干預(yù)能顯著影響糖尿病小鼠腸道微生物組成，特別是使分類(lèi)學(xué)單元OTU_5（Allobaculum屬）的相對(duì)豐度增加了3.3 倍。同樣，糞菌移植后的受體小鼠中該分類(lèi)學(xué)單元相對(duì)豐度也變?yōu)閷?duì)照糞菌移植組的2倍。

 

　　通過(guò)組織形態(tài)學(xué)觀(guān)察和相關(guān)生化指標(biāo)測(cè)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(duì)腸道屏障功能具有保護(hù)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(yù)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(guò)體外Caco-2細(xì)胞單層膜和RAW264.7巨噬細(xì)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(dá)，緩解脂多糖LPS誘導(dǎo)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(jī)制，為枸杞多糖作為一種潛在腸道微生態(tài)制劑的開(kāi)發(fā)提供了科學(xué)理論依據(jù)。

 

　　該論文第一作者為食品科技學(xué)院2019級(jí)博士生周望庭，通訊作者為食品科技學(xué)院曾曉雄教授和國(guó)家枸杞工程中心曹有龍研究員，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一署名單位。研究工作得到寧夏回族自治區(qū)重點(diǎn)科研開(kāi)發(fā)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金和江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目的資助。