铁皮石斛属于兰科植物，主要分布于中国安徽省、浙江省、日本九州岛和美国密苏里州。在中国，经常被用作常规食品或草药，并以其无毒无害的特性而闻名。铁皮石斛多糖(DOPs)是铁皮石斛重要的生物活性成分;从铁皮石斛中提取的水溶性非淀粉活性多糖约占20%。它们主要由1,4-β-D-甘露糖、1,4-β-D-葡萄糖和O-乙酸基团组成，体内和体外实验均表明DOPs具有抗消化性，主要被代谢由大肠中的肠道微生物群产生，随后肠道中的微生物代谢产生寡糖和短链脂肪酸(SCFA)，影响肠道微生物群的多样性和组成结构，促进人类健康。因此， DOP具有作为益生元的潜力。

  铁皮石斛多糖与肠道菌群的关系

  体外和体内实验表明，补充DOP可显着改变肠道微生物群的多样性和组成，并增加乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐等初级代谢产物的产生。这种补充剂已被证明可以恢复重组肥胖动物受损的肠道微生物群并改善微生物多样性或改善模型动物肠道微生物群的组成，使其更接近健康状态。然而，这些改善取决于DOP的剂量和宿主的性别。因此，与对照组相比，低剂量的DOP导致拟杆菌的丰度略有下降，而高剂量的DOP则增加了其丰度。在男性中，厚壁菌门的相对丰度略有增加，而拟杆菌门的相对丰度有所减少，而在女性中，拟杆菌门的相对丰度下降。男性乳酸菌相对丰度的增加低于女性，而女性肠道微生物群中丙酸产量的增加更高。因此，DOP 对男性的健康益处可能比对女性更大。此外，肠道菌群的变化也受到DOPs结构因素的影响。例如，DADOP-1和DADOP-2是具有不同乙酰化程度的相同DOP的两个亚类。DADOP-1主要增加环磷酰胺处理小鼠中Alistipes的丰度并减少螺杆菌，而DADOP-2显着增加Lactobacillus和Akkermansia的丰度。EDOP片段是由DOP的酶促反应产生的，与DOP相比，它对肠道微生物群丰度的影响非常相似。这进一步证明EDOP是DOP的主要活性成分的假设。

  肠道微生物群中的主要门是厚壁菌门和拟杆菌门，它们共同构成了人类肠道微生物群落的约90%。DOP主要引起门水平上厚壁菌门和拟杆菌门丰度的变化，并始终显示厚壁菌门/拟杆菌门比率下降。厚壁菌门与拟杆菌门的比例与肥胖相关。DOP 主要影响乳酸菌、双歧杆菌、阿克曼氏菌、属水平的拟杆菌和普雷沃氏菌。

  拟杆菌门和普雷沃氏菌属于拟杆菌门，具有高效降解和代谢葡甘露聚糖的显着能力，对乳杆菌和双歧杆菌等微生物群落的生长产生积极影响。拟杆菌门中拟杆菌和普雷沃氏菌的公认特征之一是其强大的多糖降解系统，其中包括针对复杂多糖(例如葡甘露聚糖)，特别是未消化的膳食纤维的多糖利用位点(PUL)，以增强生态适应性。PUL能够有效利用各种多糖，特别是未消化的膳食纤维，提高生态适应性。拟杆菌属的 PUL包括淀粉利用系统 (Sus) 和相关蛋白，例如 Ton-B 依赖性孔蛋白 (SusC) 和聚糖结合蛋白 (SusD) 及其同系物。这些蛋白质，包括聚糖结合表面蛋白，参与目标多糖的识别和结合。拟杆菌PUL还编码许多碳水化合物活性酶(CAZymes)基因，包括糖苷水解酶(GH)、碳水化合物酯酶(CE)、糖基转移酶和多糖裂解酶，它们促进目标多糖的解聚。这些酶在DOP和其他膳食成分的吸收和利用中发挥着至关重要的作用。卵形拟杆菌拥有几种独特的 PUL，能够降解半纤维多糖。在拟杆菌的PUL中，观察到 BdPUL12 的存在，它促进 β-甘露聚糖样多糖(例如葡甘露聚糖)降解为甘露寡糖和甘露糖。这有利于瑞士乳杆菌和青春双歧杆菌的共培养，导致乙酸盐和总 SCFA 水平增加。口服摄入拟杆菌xylanisolvens DSM 23964 确实能够提高健康成年人天然抗TFα IgM 抗体的水平并降低患癌症的风险。脆弱拟杆菌HCK-B3 和卵形拟杆菌通过维持肠道微生物群的多样性来支持肠道平衡，并通过调节细胞因子的产生或恢复 Treg/Th-17 平衡来减轻 LPS 诱导的炎症。此外，拟杆菌具有去除两个和/或三个O-乙酰基的能力。卵形拟杆菌含有参与底物脱乙酰化的前体碳水化合物酯酶。据观察，芽孢杆菌人类肠道中发现的拟杆菌可以通过乙酰木聚糖酯酶在体外发酵 O-乙酰基半乳甘露聚糖来消除 O-乙酰基。另一方面，在普雷沃菌PUL 和 CAZymes 的基因组组成中，已知三个 SusD 蛋白簇以半纤维素或果胶为目标，导致葡甘聚糖降解形成乙酸和丙酸等代谢物，尽管存在差异。已在不同物种之间观察到产生的代谢物。组织普雷沃氏菌- 患有实验性自身免疫性脑脊髓炎的小鼠表现出外周和肠道中 CD4+ FoxP3+ 调节性 T 细胞的频率和数量增加，以及中枢神经系统中促炎性 IFN-γ 和产生 IL17 的 CD4 T 细胞的频率降低，这表明组织普雷沃氏菌通过增强抗炎免疫反应和抑制促炎免疫反应来抑制疾病。

  综述所述，拟杆菌和普氏菌能够降解DOP和DOP结构中的两个和/或三个O-乙酰基，产生短链脂肪酸SCFA，有利于双歧杆菌和乳杆菌微生物群落的生长。

  饮食中摄入 DOP 已被证明可以改善肠道微生物群的组成，并为肥胖和2型糖尿病等代谢性疾病以及慢性阻塞性肺病和结肠炎等炎症性疾病提供新的干预策略。与药物治疗相比，DOPs干预的特异性不强，且干预时间较长。然而，作为益生元，它对炎症调节具有与菊粉相似的积极作用，并且比魔芋葡甘聚糖对尿素和氨基酸代谢以及肠道屏障保护具有更好的作用。作为潜在的益生元，DOP显示出卓越的安全性和健康益处。

  参考文献：https://doi.org/10.3390/nu15234901