通过调节肠道微生物群的组成来减少肥胖、炎症和糖尿病相关症状
原创 发布时间:2023-04-21 浏览次数: 506 来源: 应杭

核心提示:我们的研究结果表明,HSM及其高分子量多糖可以用作益生元,而肠道细菌P。多糖成分可作为益生菌用于预防和治疗肥胖和相关代谢紊乱。


  肥胖是大家最为关注的健康问题之一,不仅与我们的外在形象有关,最重要的是与我们的身体健康密切相关,如2型糖尿病,在我国2型糖尿病的患病率高达11.6%,糖尿病前期患者更是高达50.1%,这是一个非常可怕的现象。预防和治疗糖尿病是全球面临的一个大问题,但目前仍没有具体且使用的治疗方法,因此,急需寻找一种天然安全的有效物质。随着人们对肠道菌群的广泛研究,越来越多的研究表明肠道菌群与人体健康存在密切联系。近期发表在肠道《Gut》的一篇研究报道:通过从肠道微生物中分离的多糖成分对改善肥胖具有较好的功效。


  作者通过对无菌小鼠喂养标准饲料和高脂饲料,造模成功后给老鼠每天灌胃从真菌中提取的多糖成分。设计高脂饮食(HFD)喂养的小鼠用HSM或含有不同分子量多糖的组分处理。通过水平粪便微生物群移植(FMT)、抗生素治疗和基于16S rRNA的微生物群评估HSM和多糖对肠道微生物群的影响。结果发现:含有高分子量多糖(>300kDa)的组分H1显著降低了HFD喂养小鼠的体重增加(减少约50%)和代谢紊乱。这些效应与脂肪组织中生热蛋白标记物表达增加、肠道完整性增强、肠道和全身炎症减少以及胰岛素敏感性和脂质代谢改善有关。肠道微生物群分析结果表明,H1多糖选择性地促进了金氏拟杆菌的生长,这是一种共生细菌,在喂食HFD的小鼠中其水平降低。FMT联合抗生素治疗表明,新霉素敏感的肠道细菌与肥胖性状呈负相关,并且是H1抗肥胖作用所必需的。特别是用活P口服HFD喂养的小鼠。减少了肥胖,并与脂肪组织生热增加、肠道完整性增强以及炎症和胰岛素抵抗水平降低相关。

  为了确定HSM抗肥胖作用的化合物,我们根据分子量将HSM水提取物分成四个馏分(图1A)。与HFD相比,施用含有分子量超过300 kDa的多糖的组分H1,12周后体重减少约50%(图1B–D)。组分H1还降低了HFD喂养小鼠的内脏脂肪和HOMA-IR指数,产生了与HSM水提取物观察到的效果相似的效果(图1E,F)。虽然含有低聚糖和低分子量碳水化合物的组分H4不影响体重或肥胖特征,但组分H2(10-300 kDa)和H3(<10 kDa)降低了内脏脂肪垫质量,但对体重或HOMA-IR指数没有影响(图1B–F)


  为了确定H1的抗肥胖作用是否取决于特定肠道细菌的存在,我们用混合抗生素治疗了喂H1的HFD小鼠,其中包括克林霉素(C)、甲硝唑(M)、青霉素(P)、万古霉素(V)和新霉素(N)(图3A)。与H1减少体重增加和肥胖特征的无抗生素DW对照组(图3B–H和补充图S13–15,DW控制组)相比,CMPVN抗生素鸡尾酒治疗消除了H1的抗肥胖作用(图3B-H和补充数字S14和15,CMPVN治疗)。为了确定鸡尾酒中的单一抗生素是否可能导致这些影响,我们用单独的抗生素治疗小鼠(参见在线补充图S13A)。值得注意的是,除了血清IL-1β(图3E)外,新霉素取消了H1的抗肥胖作用(图3B–H,补充图S13B–G和补充图S14和15,Neo治疗),而除少数例外,其他单一抗生素治疗未能阻断H1的作用(参见在线补充图S13B-G)。此外,H1的抗肥胖作用不受缺乏新霉素的抗生素鸡尾酒的影响(图3B–H和补充图S14和15,CMPV治疗)。因此,对新霉素敏感的肠道细菌可能需要H1的抗肥胖作用。


  为了消除抗生素对宿主产生的潜在副作用,我们在FMT前在体外用抗生素处理粪便微生物群(前FMT;)。每天从H1处理的HFD喂养的小鼠中收集的粪便微生物群样本与抗生素或盐水一起孵育,随后进行洗涤步骤,并口服给HFD喂养受体。正如预期的那样,H1处理小鼠的前FMT显著降低了HFD受体的HFD诱导的肥胖特征H1与HFD),而新霉素处理或CMPVN处理动物的前FMT消除了这些影响。相反,来自CMPV处理的H1粪便微生物群的前FMT可防止HFD动物的肥胖特征(CMPV)。


  总之,我们的结果表明,药用真菌的水提取物及其高分子量多糖组分通过调节肠道微生物群的组成来减少肥胖、炎症和糖尿病相关症状。我们的研究结果表明,HSM及其高分子量多糖可以用作益生元,而肠道细菌P。多糖成分可作为益生菌用于预防和治疗肥胖和相关代谢紊乱。

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