南昌大学聂少平教授团队:肠道优势菌协同介导果胶对结肠炎症的改善作用

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果胶作为应用最广泛的膳食纤维之一，其对结肠炎的缓解作用是如何实现的？南昌大学聂少平教授团队在国际期刊“Journal of Agricultural and Food Chemistry”发表了题为"Dominant Gut Commensals Enriched by Pectin with Low Esterification Degree Orchestrate the Amelioration of Acute Ulcerative Colitis”的文章，阐述了果胶基于菌群调节缓解结肠炎的作用机制，为利用低酯果胶及其衍生的菌群组合来开发创新性IBD疗法提供理论依据。

利用DSS诱导的小鼠结肠炎模型，采用粪菌移植（FMT）技术，将摄入低酯果胶小鼠的粪便移植给结肠炎小鼠。结果显示，与果胶预防干预组类似，接受粪菌移植的小鼠在多项病理指标上均表现出明显改善，包括体重减轻缓解、DAI值降低、结肠萎缩减轻、肠道屏障恢复，以及炎症因子水平和氧化应激水平显著下降。因此，低酯果胶预防溃疡性结肠炎的作用机制主要依赖于对肠道菌群组成的调节。

图 摄入果胶小鼠的粪便菌群移植缓解了DSS诱导的急性溃疡性结肠炎

在单独肠道菌干预组中，长双歧杆菌NSP002活菌及其与果胶复配后，可改善小鼠体重及器官指数，缓解肠道炎性浸润，降低小鼠DAI值和肠道通透性，降低促炎因子及氧化应激水平；灭活菌仅可降低小鼠血清iNOS水平。解木聚糖拟杆菌NSP003活菌，可改善小鼠体重减轻、DAI值和脾脏指数，缓解结肠炎性浸润，降低氧化应激水平；与果胶复配后，还能够增加结肠长度，降低肠道通透性及炎症因子水平；灭活菌无明显改善作用。屎肠球菌NSP004活菌，可改善结肠炎小鼠肠道缩短情况，降低促炎因子TNF-α的分泌和iNOS的含量；与果胶复配后，还可显著改善体重减轻、DAI值及器官指数，缓解结肠炎性浸润；灭活菌仅上调了Occludin、下调了iNOS含量。

三种优势菌混合活菌或与果胶复配物，能够缓解结肠炎相关各项病理指标，但灭活混合菌仅降低小鼠血清iNOS水平。因此，推测三种优势菌复配后能够发挥相互促进的作用。

图 优势菌对结肠炎的缓解作用

3.1 肠道菌群重塑

通过对小鼠肠道菌群组成的分析发现，FMT及三种优势菌混合活菌显著增加了拟杆菌的丰度、降低了Akkermansia、Helicobacter的相对丰度。FMT及三种优势菌混合活菌显著增加了肠道中丙酸的水平。

图 FMT及优势菌群混合制剂对菌群的调节作用

3.2 肠道稳态调节

通过对小鼠结肠进行转录组分析发现，FMT及三种优势菌混合活菌组小鼠结肠中大量免疫球蛋白链显著上调，机体钙离子通路的基因下调，可能与MAPK、NOD-like receptor等信号通路激活相关，减少炎症因子IL-1β的生成，缓解炎症反应。

图 FMT及优势菌群混合制剂干预下的结肠组织基因转录谱分析

3.3 系统性代谢重编程

FMT及三种优势菌混合活菌组的小鼠血清代谢物组成明显区别于模型组。FMT及三种优势菌混合活菌组的小鼠血清中鞘氨醇、乳清酸等代谢物水平明显上升。

图 FMT及优势菌群混合制剂干预下的血清代谢组学分析