張 靜，胡新中*，李俊俊，鄭建梅，陳杏云，唐凌云

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710062）

沙蒿（Artemisia sphaerocephala Krasch.，ASP）是一種廣泛生長(zhǎng)于中國(guó)陜西、寧夏、甘肅、新疆和內(nèi)蒙古等干旱半干旱省區(qū)的野生植物[1]。沙蒿作為中草藥還具有消炎散腫、寬胸利氣及殺蟲之療效，亦可用于醫(yī)治腮腺炎、扁桃腺炎、疥瘡紅腫、腸梗阻和腹脹等癥[2-3]，作為食品添加劑，自古以來就被產(chǎn)區(qū)農(nóng)牧民作為面制食品增筋劑、減肥食品和降血糖食品廣泛食用[4-5]。沙蒿膠多糖來自沙蒿籽外皮層，是一種熱穩(wěn)定性好、黏度大、吸水性好，在pH 5～8范圍內(nèi)穩(wěn)定的植物多糖[6]，被廣泛用作增稠劑、穩(wěn)定劑、保水劑和成膜劑[7]，分別由主鏈為木聚糖連接而成的高分子質(zhì)量組分[8]和主鏈為（1→4）-β-D-吡喃甘露糖和吡喃葡萄糖組成的低分子質(zhì)量組分構(gòu)成[9]，研究還發(fā)現(xiàn)ASP可顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠空腹血糖值，提高Ⅱ型糖尿病大鼠的胰島素敏感性[5]、血清和肝組織超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）的活性[10]，并且攝食劑量達(dá)到200 mg/kg時(shí)可以顯著降低四氧嘧啶誘發(fā)的糖尿病小鼠血糖水平[11]。目前對(duì)沙蒿膠多糖的研究比較匱乏，且多集中在提取分離和生物活性方面。其對(duì)菌群人源化（human flora-associated，HFA）小鼠生理指標(biāo)以及腸道的作用尚未見報(bào)道。

與沙蒿膠多糖相比，國(guó)內(nèi)外對(duì)燕麥β-葡聚糖的研究已經(jīng)相當(dāng)多。燕麥β-葡聚糖是一種水溶性的非淀粉多糖，存在于胚乳和糊粉層細(xì)胞壁中，在籽粒的亞糊粉層中大量富集，燕麥麩中含量為6.6%～11.3%，在種胚中含量極少，在去皮的燕麥粉中含量為3.0%～5.4%，因此常從燕麥麩皮中提取[12-13]。燕麥β-葡聚糖是由β-（1→3）糖苷鍵和β-（1→4）糖苷鍵連接β-D-吡喃葡萄糖單位而形成的一種高分子無分支線性黏多糖[14]。大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，燕麥β-葡聚糖具有預(yù)防和治療糖尿病、緩解糖尿病并發(fā)癥、調(diào)節(jié)血糖水平、降低血壓[15-17]、降低膽固醇水平[18]、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能和抗疲勞功能[19]。研究還發(fā)現(xiàn)燕麥β-葡聚糖具有益生元的作用，不僅能夠改善腸道環(huán)境、調(diào)節(jié)腸道系統(tǒng)中微生物群落組成、改善消化系統(tǒng)，還可以使腸道蠕動(dòng)增加，縮短糞便通過大腸的時(shí)間，減少有毒物質(zhì)與腸壁的接觸時(shí)間，從而預(yù)防和減少腸癌的發(fā)生[20-22]。

本實(shí)驗(yàn)中利用HFA小鼠，能比較真實(shí)地反映人體腸道環(huán)境，不僅有效避免了人體實(shí)驗(yàn)的倫理問題，而且已經(jīng)證實(shí)該模型在腸道菌群研究方面是可行的[23-24]。燕麥β-葡聚糖和沙蒿膠多糖是否能改善HFA小鼠的生長(zhǎng)以及糖脂指標(biāo)還不清楚。本實(shí)驗(yàn)擬利用添加沙蒿膠多糖和燕麥β-葡聚糖的飼料飼喂HFA小鼠8 周，探究這兩種植物多糖對(duì)HFA小鼠生理及腸道微生物結(jié)構(gòu)的影響以及差異。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物、材料與試劑

無菌KM小鼠，由第三軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)教研室提供。

動(dòng)物飼料均由第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供；燕麥β-葡聚糖和沙蒿膠多糖為本實(shí)驗(yàn)室提取純化，純度分別為81.9%和86.5%，分子質(zhì)量分別為152、325.8 kD。

苯酚-氯仿-異戊醇（25∶24∶1，V/V）、RNase、去離子甲酰胺、尿素、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）引物 生工生物工程（上海）股份有限公司；N,N,N’,N’-四甲基乙二胺 美國(guó)Promega公司；2×Power Taq PCR Master Mix、Goldview 北京Bioteke公司；瓊脂糖 天根生化科技有限公司；DNA Markers日本TaKaRa公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

無菌隔離器 蘇州市馮氏實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)備有限公司；OneTouch血糖儀 美國(guó)強(qiáng)生公司；HR-15B熱量計(jì) 長(zhǎng)沙長(zhǎng)興高教儀器設(shè)備公司；HHS-85型電熱恒溫水浴鍋 上海天平儀器廠；MiniBeadBeater-16磁珠研磨儀 美國(guó)BioSpec公司；GelDOC2000凝膠成像系統(tǒng)、PTC-200 PCR儀、1170-4486水平電泳儀、170-9081突變檢測(cè)系統(tǒng) 美國(guó)Bio-Rad公司；D24 UV超純水儀 美國(guó)Millipore公司；NanoDrop?Spectrophotometer核酸定量?jī)x 美國(guó)NanoDrop公司。

1.3 方法

1.3.1 動(dòng)物分組與處理

收集1 位健康志愿者（女，25 歲，3個(gè)月內(nèi)未服用過抗生素，同期內(nèi)未患腹瀉及其他腸道疾病，自我感覺健康，為非素食主義者，典型中國(guó)飲食）清晨第一次排出的新鮮糞便，在厭氧無菌條件下稱質(zhì)量，以1∶9（m/V）加入Wilkins-Chalgren厭氧肉湯（Oxoid）稀釋，振蕩混勻后獲得糞便懸液。給30 只無菌KM小鼠（3 周齡，雌雄各半）灌胃接種糞便懸液0.4 mL，3 周后能獲得菌群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的HFA小鼠模型[25]。HFA小鼠飼育于溫度20～23℃、相對(duì)濕度40%～70%的無菌隔離器中，接受12 h光照/12 h黑暗處理。飼料和墊料均經(jīng)過60Co-γ 50 kGy射線輻照滅菌（第三軍醫(yī)大學(xué)輻照中心），飲水、鼠籠和飲水瓶等經(jīng)過高溫高壓滅菌后傳進(jìn)無菌隔離器。

將30 只HFA小鼠（6 周齡）按體質(zhì)量隨機(jī)分為3 組，每組10 只，雌雄各半：普通組（CT組）、燕麥β-葡聚糖組（CT+OG組）、沙蒿膠多糖組（CT+ASP組），分別飼喂基礎(chǔ)飼料（熱量值15.97 kJ/g）、基礎(chǔ)飼料+5%燕麥β-葡聚糖（在基礎(chǔ)飼料中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%燕麥β-葡聚糖，熱量值15.68 kJ/g），基礎(chǔ)飼料+5%沙蒿膠多糖（在基礎(chǔ)飼料中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%沙蒿膠多糖，熱量值16.51 kJ/g），自由攝食飲水，飼喂8 周。在飼喂結(jié)束前2 d，將HFA小鼠過夜禁食12 h進(jìn)行口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)（oral glucose tolerance test，OGTT）。以逼迫法采集小鼠新鮮糞便樣品，于－80℃條件下保存?zhèn)溆?。飼喂結(jié)束后，將HFA小鼠眼眶取血后處死，快速解剖取出肝臟組織、脂肪組織稱質(zhì)量并用10%福爾馬林溶液固定后送至第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院病理科進(jìn)行蘇木精-伊紅（hematoxylin-eosin，HE）染色，血清生化指標(biāo)均由第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院檢驗(yàn)科檢測(cè)。

1.3.2 糞便細(xì)菌總DNA提取

取50 mg糞便樣品置于2 mL螺口管中，加入700 μL的裂解緩沖液（500 mmol/L NaCl、50 mmol/L Tris-HCl（pH 8.0）、50 mmol/L乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）、4%十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）），250 μL苯酚-氯仿-異戊醇和0.2 g鋯珠（0.5 mm）混勻，并將研磨管放入Mini-BeadBeater-16研磨儀中以最大轉(zhuǎn)速研磨2 min，12 000 r/min、4℃離心5 min后，向上清液中加入250 μL 10 mol/L乙酸銨，離心后取上清液用苯酚-氯仿-異戊醇抽提2次和氯仿提取2次后，加入異丙醇于－20℃條件下放置30 min后離心棄去上清液，70%乙醇洗滌沉淀2次，自然風(fēng)干后，加入50 μL無菌ddH2O溶解DNA沉淀，加入2 μL RNase（10 mg/mL）37℃孵育15 min。取2 μL DNA溶液于核酸定量?jī)x中測(cè)定DNA純度及含量。

1.3.3 PCR擴(kuò)增反應(yīng)

本實(shí)驗(yàn)中PCR擴(kuò)增體系均為25 μL：1 μL 100 ng/μL DNA模板、12.5 μL 2×Power Taq PCR Master Mix，上下游引物（10 μmol/L）各0.5 μL，加無菌ddH2O至25 μL。本實(shí)驗(yàn)所用16S rDNA基因PCR擴(kuò)增引物序列為上游引物：5’-GC clamp-AACGCGAAGAACCTTAC-3’，下游引物：5’-CGGTGTGTACAAGACCC-3’，其中GC clamp序列為CGCCCGGGGCGCGCCCCGGGCGGGGCGGGG GCACGGGGGG，目的基因大小為489 bp[26]。V6～V8可變區(qū)16S rDNA基因PCR擴(kuò)增采用Touch-down PCR程序?yàn)椋?4℃預(yù)變性5 min；94℃變性30 s，62℃退火30 s，72℃延伸1 min，之后每一個(gè)循環(huán)退火溫度下降0.5℃，共循環(huán)20次；94℃變性30 s，53℃退火30 s，72℃延伸8 min，10個(gè)循環(huán)；72℃ 終端延伸8 min，4℃結(jié)束。

1.3.4 變性梯度凝膠電泳（denaturing gradient gel electrophoresis，DGGE）、染色以及凝膠回收、測(cè)序

參照Muyzer等[27]的方法，對(duì)16S rDNA基因的擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行DGGE分析。DGGE使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)6%或8%聚丙烯酰胺凝膠，將100%變性梯度定義為包含體積分?jǐn)?shù)40%甲酰胺和7 mol/L尿素的體系，電泳采用DCodeTMUniversal Mutation Detection System，電泳緩沖液為1×Tris-acetate-EDTA（TAE，pH 8.0）。首先在220 V電壓下預(yù)電泳5 min，隨后在85 V的固定電壓下電泳16 h。電泳結(jié)束后，進(jìn)行銀染、拍照。將DGGE凝膠上的特定條帶切割下來并將其搗碎，加入 40 μL 1×PCR Buffer，4℃過夜[25]。然后取上清液作為PCR模板重新進(jìn)行擴(kuò)增，取5 μL PCR產(chǎn)物進(jìn)行1%瓊脂糖凝膠電泳，陽性結(jié)果取10 μL用于DGGE檢測(cè)，將在DGGE圖譜上為單一條帶的PCR產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序處理。測(cè)序由生工生物工程（上海）股份有限公司測(cè)序部完成，序列的同源性在GenBank公共數(shù)據(jù)庫進(jìn)行BLAST分析。

1.3.5 采用Quantity One軟件對(duì)DGGE圖譜進(jìn)行數(shù)字化處理和多樣性分析

豐富度指數(shù)S為每個(gè)泳帶的條帶總數(shù)。

多樣性Shannon-Wiener指數(shù)H按照公式（1）計(jì)算。

式中：Pi為第i條條帶占該泳道所有條帶吸光度的比例。

均勻度指數(shù)E按照公式（2）計(jì)算。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 多糖對(duì)HFA小鼠血清生化指標(biāo)的影響

表1 普通組和多糖組HFA小鼠血清生化指標(biāo)Table1 The contents of GLU, TG, Tch, HDL-C and LDL-C in serum of mice in CT, CT + OG and CT + ASP groups

普通組和多糖組HFA小鼠血清空腹血糖（glucose，GLU）、甘油三酯（triglyceride，TG）、總膽固醇（total cholesterol，Tch）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）及低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）的含量如表1所示，CT+OG組和CT+ASP組HFA小鼠血清GLU水平均低于CT組，但差異不顯著（P＞0.05）；CT+OG組Tch含量與CT組無差異，但CT+ASP組卻顯著高于CT組和CT+OG組（P＜0.05）；各組TG含量高低順序依次為CT+ASP組＞CT組＞CT+OG組，其中CT+OG組顯著低于其他兩組；CT+ASP組HDL-C含量顯著高于其他組（P＜0.05），CT+OG組與CT組間無差異；CT+OG組LDL-C含量高于CT組和CT+ASP組，但無顯著差異（P＞0.05）。

2.2 組織切片染色結(jié)果

2.2.1 肝臟HE染色結(jié)果

如圖1所示，CT組和CT+OG組HFA小鼠肝組織結(jié)構(gòu)完整，肝細(xì)胞呈多邊形、排列整齊，肝小葉輪廓清晰，肝細(xì)胞條索圍繞中央靜脈呈放射狀排列，細(xì)胞質(zhì)豐富，核膜清晰；CT+ASP組與CT組和CT+OG組相比，細(xì)胞核體積增大，細(xì)胞排列更加緊密。

圖1 HFA小鼠肝臟組織HE染色結(jié)果（HE，×100）Fig.1 Histological observation of liver tissue (HE, ×100)

2.2.2 脂肪HE染色結(jié)果

圖2 HFA小鼠脂肪組織HE染色結(jié)果（HE，×200）Fig.2 Histological observation of adipose tissue (HE, ×200）

如圖2所示，CT+ASP組HFA小鼠脂肪細(xì)胞較CT組和CT+OG組明顯變得肥大，而CT+OG組脂肪細(xì)胞較CT組明顯變小，表明沙蒿膠多糖會(huì)明顯促進(jìn)脂肪細(xì)胞的肥大，而燕麥β-葡聚糖可在一定程度上抑制脂肪細(xì)胞的肥大。

2.2.3 多糖對(duì)HFA小鼠腸道菌群的影響

圖3 HFA小鼠16S rDNA V6～V8區(qū)DGGE指紋圖譜Fig.3 DGGE fingerprint atlas of 16S rDNA V6–V8 regions of HFA mouse model

從每組小鼠中選取合格的6 只，進(jìn)行16S rDNA V6～V8區(qū)DGGE指紋圖譜分析。如圖3所示，A1、A6、A8、A9、A10、A12、A13號(hào)條帶在CT+ASP組中信號(hào)變強(qiáng)，測(cè)序結(jié)果表明A6、A8、A9、A10、A12、A13號(hào)條帶可能分別為Clostridium citroniae、Clostridium saccharolyticum、Ruminococcus lactaris、Acinetobacter gyllenbergii、Acinetobacter calcoaceticus、Clostridium jejuense，相似性分別為92%、96%、94%、91%、96%、91%（表2），提示說明沙蒿膠多糖刺激這幾種菌群的繁殖；A2、A4、A5、A7、A8、A9、A11、A13、A14號(hào)條帶在CT+OG組中信號(hào)變強(qiáng)，測(cè)序結(jié)果表明A4、A5、A7、A8、A9、A11、A13、A14號(hào)條帶可能分別為Acinetobacter gyllenbergii、Turicibacter sanguinis、Acinetobacter calcoaceticus、Clostridium saccharolyticum、Ruminococcus lactaris、Clostridium citroniae、Clostridium jejuense、Acinetobacter gyllenbergii，相似性分別為98%、90%、86%、96%、94%、94%、91%、98%（表2），說明飲食添加燕麥β-葡聚糖會(huì)刺激這幾種菌群的增殖；A3號(hào)條帶在CT+ASP組變?nèi)?，在CT+OG組中強(qiáng)度變得更弱，說明添加多糖飲食會(huì)導(dǎo)致該菌群數(shù)量減少，且燕麥β-葡聚糖的作用更明顯，測(cè)序結(jié)果表明A3號(hào)條帶可能為Acinetobacter calcoaceticus，相似性為98%。

表2 DGGE圖譜中優(yōu)勢(shì)條帶的種屬鑒定結(jié)果Table2 Closest species associated with bands in DGGE profile

從UPGMA相似性聚類分析圖上可以看出DGGE結(jié)果主要聚為三大簇（圖4A）。各組能單獨(dú)聚在一起，表明各組之間菌群結(jié)構(gòu)有差異。由主成分分析圖（圖4B）也能看出各組組內(nèi)基本能聚成一類，其中燕麥β-葡聚糖組和沙蒿膠多糖組相距較近，表明該兩組菌群結(jié)構(gòu)更為相近。

由圖4B可知，CT組、CT+OG組和CT+ASP組數(shù)據(jù)基本聚集為三部分，表明組內(nèi)相似性較高。而CT+OG組與CT+ASP組又能聚集到一起，說明組間相似性較高。這與UPGMA相似性聚類分析結(jié)果一致。

圖4 DGGE結(jié)果的UPGMA相似性聚類分析（A）和主成分分析（B）Fig.4 UPGMA cluster analysis for similarity coefficients (A) and principal component analysis (B) of DGGE

圖5 微生物多樣性指數(shù)分析Fig.5 Diversity indices calculated from the V6–V8 DGGE banding profile

如圖5所示，對(duì)V6～V8區(qū)DGGE圖譜進(jìn)行多樣性分析，沙蒿膠多糖組Shannon-Wiener指數(shù)H、均勻度指數(shù)E、豐富度指數(shù)S均高于普通組和燕麥β-葡聚糖組，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。說明沙蒿膠多糖能增加微生物多樣性、增加HFA小鼠腸道微生物種類以及總菌分配均一性，而燕麥β-葡聚糖能增加腸道微生物種類，但對(duì)微生物多樣性以及總菌分配多樣性基本無影響。

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)分別用含燕麥β-葡聚糖與沙蒿膠多糖飼料飼喂HFA小鼠8 周后，HFA小鼠的血清生化指標(biāo)、肝臟組織、脂肪組織以及腸道菌群結(jié)構(gòu)都發(fā)生了不同的變化，這說明兩種多糖對(duì)HFA小鼠的生理以及腸道微生物有調(diào)節(jié)作用，并且二者的作用存在差異。

燕麥β-葡聚糖和沙蒿膠多糖這兩種多糖對(duì)于降低血清空腹血糖（GLU）含量的作用基本一致，但在對(duì)甘油三酯（TG）、總膽固醇（Tch）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）及低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）的作用上卻完全相反。燕麥β-葡聚糖在降低TG、Tch和LDL-C含量方面表現(xiàn)更突出（P＜0.05）。甘油三酯是被貯藏起來的熱量源，是脂肪成分，而總膽固醇是指血液中所有脂蛋白所含膽固醇的總和，膽固醇和甘油三酯升高都會(huì)導(dǎo)致高脂血癥。高密度脂蛋白膽固醇是抗動(dòng)脈粥樣硬化的膽固醇，它可減少患冠狀動(dòng)脈性心臟病的危險(xiǎn)。低密度脂蛋白膽固醇水平升高會(huì)增加患冠狀動(dòng)脈性心臟病的危險(xiǎn)，對(duì)健康不利。盡管選用模型不同，本實(shí)驗(yàn)中燕麥β-葡聚糖對(duì)于血液生化指標(biāo)的影響與許多報(bào)道基本一致，具有降低血糖、膽固醇和體脂等生理功能[17,28-30]，從而減少心血管疾病、糖尿病的危險(xiǎn)。沙蒿膠多糖對(duì)血清生化指標(biāo)的影響卻與許多報(bào)道不同，相關(guān)研究證明沙蒿膠多糖可緩解Ⅱ型糖尿病大鼠高血糖、高血壓和胰島素抵抗癥狀，提高血清和肝組織SOD活性[12]，并且一定攝食劑量可以顯著降低四氧嘧啶誘發(fā)的糖尿病小鼠血糖水平[11]，最近還有很多專利聲稱沙蒿膠多糖不僅對(duì)Ⅰ型糖尿病大鼠具有降血脂、抗氧化功效，還對(duì)肥胖小鼠有降血脂的功能[6]。且中國(guó)古代醫(yī)書記載沙蒿籽?？捎脕磲t(yī)治糖尿病[31]，這可能與所選的動(dòng)物模型不同有關(guān)。血液生化指標(biāo)是反映人體健康的重要指標(biāo)，血液生化指標(biāo)紊亂會(huì)引起心腦血管方面的疾病。甘油三酯升高會(huì)導(dǎo)致冠心病和動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生，總膽固醇含量的升高預(yù)示著心腦血管疾病發(fā)生機(jī)率大大提高[29]，這提示沙蒿膠多糖有誘發(fā)疾病的危險(xiǎn)。前人對(duì)于β-葡聚糖的保健功能以及作用機(jī)理猜想很多，而且也有很多實(shí)例證明[15,32]β-葡聚糖具有降低餐后血脂水平、降低胰島負(fù)擔(dān)、降低脂類成分吸收等功能，通常認(rèn)為這與其抗?fàn)I養(yǎng)性能和能在腸內(nèi)形成高黏度環(huán)境有關(guān)[33-34]，但是沙蒿膠多糖的黏度特性并沒有使其具有相應(yīng)的功能，這說明腸道對(duì)于沙蒿膠多糖的吸收率高，但是黏性多糖對(duì)于血液生化指標(biāo)的影響途徑是復(fù)雜多樣的，仍需進(jìn)一步探究。

從肝臟組織形態(tài)學(xué)也可看出，多糖飲食對(duì)HFA小鼠的肝組織結(jié)構(gòu)沒有明顯作用，但從脂肪組織形態(tài)學(xué)觀察可看出，沙蒿膠多糖飲食明顯增加了脂肪組織的肥大程度，而燕麥β-葡聚糖卻可明顯避免脂肪細(xì)胞肥大，這說明燕麥β-葡聚糖有保肝護(hù)肝和減肥作用，而沙蒿膠多糖會(huì)引起脂肪沉積和脂肪細(xì)胞肥大。

近年來，越來越多的學(xué)者關(guān)注到腸道菌群對(duì)人類健康的重要性。人類與微生物共同進(jìn)化了數(shù)百萬年，在此過程中人體腸道形成大量正常菌群，這些菌群在腸道中通過特定的方式形成與宿主相互作用的生理性統(tǒng)一體，發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)、免疫、代謝等一系列生理作用[35]。人類的某些疾病是微生物失衡造成的，而不是由于某種致病微生物的存在，如過敏性疾病、肥胖、炎癥性腸病等疾病等[36]。對(duì)于Ⅰ型糖尿病小鼠模型，腸道微生物群與先天免疫系統(tǒng)的交互會(huì)降低患糖尿病的傾向[37]。與無自身免疫個(gè)體相比，高遺傳糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的孩子會(huì)表現(xiàn)出不同的腸道微生物群組成，隨著時(shí)間的推移多樣性會(huì)下降，并且橢圓形擬桿菌相對(duì)豐度升高[38]。肥胖已成為一個(gè)主要的健康問題，已有研究表明肥胖與西方式飲食和微生物群密切相關(guān)[39]。研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致動(dòng)物模型肥胖的原因是占主導(dǎo)地位腸道菌群中擬桿菌門的減少和厚壁菌門的增加[40]。然而針對(duì)人類雙胞胎而言，肥胖個(gè)體擬桿菌門下降，但放線菌增加，而不是在于厚壁菌門[41]。究其原因可能是這些菌群豐度的相對(duì)改變會(huì)增加機(jī)體從食物中獲取能量的能力，產(chǎn)生低級(jí)炎癥。肥胖動(dòng)物模型的誘導(dǎo)通常是通過一些宿主遺傳和環(huán)境因素的變化來實(shí)現(xiàn)微生物群組成的變化。肝臟由于其獨(dú)特的解剖結(jié)構(gòu)，與腸道也有著密切聯(lián)系，它是結(jié)腸和小腸靜脈70%血流通過門靜脈流入的第一個(gè)腸外器官，所以易受來自血流中腸腔細(xì)菌產(chǎn)物的影響。正常情況下，少量移位細(xì)菌產(chǎn)物抵達(dá)肝臟，但因肝臟免疫系統(tǒng)的“肝耐受”功能，可避免有害反應(yīng)。但是如果肝臟處于疾病狀態(tài)，那么這種耐受會(huì)被打破而降低肝功能、激活炎性反應(yīng)并且因腸源性因素而進(jìn)一步加劇了病理進(jìn)程[42]。近年來，隨著對(duì)腸道菌群的逐步重視以及相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，通過移植外源腸道微生物群恢復(fù)微生物群落健康已經(jīng)被證明可以作為對(duì)某些疾病治療的有效手段[43]。研究如何通過飲食調(diào)控腸道菌群、保障宿主機(jī)體健康成為熱點(diǎn)科學(xué)研究問題之一。本實(shí)驗(yàn)通過兩種多糖飼喂HFA小鼠發(fā)現(xiàn)燕麥β-葡聚糖和沙蒿膠多糖均使腸道菌群結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，不僅改變HFA小鼠腸道的菌群組成，還會(huì)增加其腸道微生物的多樣性，而且CT+ASP組效果比CT+OG組明顯（P＞0.05）。申瑞玲等[34,44-45]研究已證實(shí)，燕麥β-葡聚糖能夠起到調(diào)節(jié)腸道菌群的作用，如促進(jìn)雙歧桿菌和乳酸桿菌的增殖，抑制大腸桿菌的繁殖等，可以作為益生元。但在HFA小鼠模型腸道菌群中這種效果不明顯，這可能與模型不同和所提取的多糖分子質(zhì)量的差異有關(guān)。但對(duì)于沙蒿膠多糖對(duì)腸道菌群的影響鮮有報(bào)道，需要進(jìn)一步探究。上述HFA小鼠的血清、肝臟、脂肪等指標(biāo)的變化與腸道菌群變化是否有關(guān)也需要更深入地研究探討。

造成燕麥β-葡聚糖與沙蒿膠多糖對(duì)菌群人源化小鼠生理及腸道微生物調(diào)節(jié)方面的差異究其原因可能有：1）多糖組成、糖苷鍵種類不同導(dǎo)致多糖聚合度不同、結(jié)構(gòu)不同，從而導(dǎo)致其溶解性、流變學(xué)特性乃至生理特性不同。結(jié)構(gòu)是其生理功能的基礎(chǔ)，溶解性是其發(fā)揮生物學(xué)活性的首要條件，黏度不僅在一定程度上與其溶解度呈正相關(guān)，還是臨床上藥效發(fā)揮的關(guān)鍵控制因素之一，如果黏度過高，則不利于多糖藥物的擴(kuò)散與吸收。Guo Qingbin等[46]認(rèn)為提取的沙蒿膠多糖是一種由高分子質(zhì)量沙蒿膠多糖（60P）、低分子質(zhì)量沙蒿膠多糖（60S）以及游離蛋白質(zhì)等組分組成的雜多糖，其中中性糖和糖醛酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為66.9%、15.8%。60P含有55.4%中性糖和25.8%糖醛酸，其中包括80.5%木糖、10.9%阿拉伯糖、5%葡萄糖、2.3%半乳糖和1.2%鼠李糖，其主鏈由木聚糖連接而成[8,47]。60S含有87.1%中性糖和10.4%糖醛酸，由38.3%葡萄糖、28.1%甘露糖、24.2%半乳糖和9.4%阿拉伯糖等單糖組成，主鏈由（1→4）-β-D-吡喃甘露糖和吡喃葡萄糖組成，且為不被人體消化的β型[9]。燕麥β-葡聚糖為由燕麥β-葡聚糖、蛋白質(zhì)、脂肪等組成的混合物，燕麥β-葡聚糖是由β-（1→3）糖苷鍵和β-（1→4）糖苷鍵連接β-D-吡喃葡萄糖單位而形成的一種高分子無分支線性黏多糖[48-49]，且糖苷鍵比例約為3∶7[14]。2）分子質(zhì)量不同。燕麥β-葡聚糖和沙蒿膠多糖重均分子質(zhì)量分別為152 kD和325.8 kD。分子的大小是多糖具備生物活性的必要條件，多糖分子質(zhì)量越大、分子體積越大，越不利于多糖跨越多重細(xì)胞膜障礙進(jìn)入生物體內(nèi)發(fā)揮生物學(xué)活性。而分子質(zhì)量大小不僅影響溶解度還影響?zhàn)ざ??？梢姺肿淤|(zhì)量對(duì)于生物活性的影響是至關(guān)重要的。3）多糖空間結(jié)構(gòu)存在差異，造成其功能不同。雖然研究者已經(jīng)清楚燕麥β-葡聚糖和沙蒿膠多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)，但關(guān)于分子鏈形態(tài)、空間構(gòu)象、以及聚集結(jié)構(gòu)都還不了解。4）多糖中含有的雜質(zhì)不同。提取的植物粗多糖多含有蛋白質(zhì)、脂肪以及其他雜質(zhì)。而這些雜質(zhì)在多糖發(fā)揮生物活性過程中的作用如何尚不清楚，這就需要進(jìn)一步提取純化得到更純的多糖。

本實(shí)驗(yàn)利用HFA小鼠模型，比較燕麥β-葡聚糖與沙蒿膠多糖對(duì)菌群人源化小鼠生理及腸道微生物調(diào)節(jié)的異同，發(fā)現(xiàn)二者的作用效果不盡相同：在降低HFA小鼠血清空腹血糖、總膽固醇、甘油三酯含量，脂肪細(xì)胞大小方面，分子質(zhì)量小的燕麥β-葡聚糖功效明顯優(yōu)于分子質(zhì)量大的沙蒿膠多糖；但在增加HFA模型小鼠腸道微生物多樣性方面，分子質(zhì)量大的沙蒿膠多糖顯著優(yōu)于分子質(zhì)量小的燕麥β-葡聚糖。

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