動物活體成像系統助力探究黃芪多糖預防潰瘍性結腸炎的調控機制
近日，蘭州大學生命科學學院張春江教授團隊在探究黃芪多糖預防潰瘍性結腸炎的調控機制方面取得了研究進展。相關研究成果已發表在國際知名期刊《International Journal of Biological Macromolecules 》(IF= 8.2、一區期刊)上。
人體腸道中寄生著多種多樣的微生物，統稱為腸道微生物群。在健康狀態下，腸道微生物群在新陳代謝、平衡和免疫功能中發揮著至關重要的作用。而腸道微生物群一旦出現紊亂（或稱菌群失調），可導致包括炎癥性腸�。↖BD）在內的各種疾病。此外，腸道微生物群還與關鍵的代謝途徑有關，包括產生短鏈脂肪酸（SCFAs）和維生素，提供營養和能量。SCFAs是腸道微生物發酵的副產品，對維持腸道菌群平衡、調節免疫系統、減輕炎癥和抑制腫瘤細胞生長至關重要。盡管現有IBD治療方法有效，但副作用明顯，會產生惡心、嘔吐和腹瀉等情況。因此，針對腸道微生物的治療策略，有望成為預防或治療IBD的新途徑。
膳食多糖作為益生元的重要來源，能為盲腸和結腸微生物群提供能量、調節腸道微生物群，對健康多方面有益，如改善腸道健康、減輕體重、治療2型糖尿病和抑制非酒精性脂肪性肝炎。研究表明，益生元的益處取決于腸道菌群的組成。
且近期研究指出，殼聚糖、海藻多糖、真菌、細菌和中藥等多糖在預防或緩解結腸炎方面具有潛力，尤其是植物多糖。這些多糖具有高效、低毒、天然等特點，具備抗炎、抗氧化和免疫調節等特性，對維持腸道粘膜完整性至關重要。因此，確定和探索植物膳食多糖的有益特性非常重要。
黃芪是一種兼具食品和藥物特性的傳統中藥，含有黃酮、皂苷和生物堿等多種成分，其中黃芪多糖（APS）是其最重要的生物活性化合物。研究表明，黃芪多糖具有治療潰瘍性結腸炎（UC）的潛力，但其具體活性成分和作用機制尚需進一步研究。
在這項研究中，作者通過超濾分離了兩種分子量的黃芪多糖（APS）組分，即APS1（Mw < 10 kDa）和APS2（10 kDa< Mw < 50 kDa），重點研究了它們的益生作用、對UC的影響及其潛在機制。結果顯示，APS1 和 APS2 都具有益生元特性，其中 APS1 在改善 UC 癥狀方面明顯優于 APS2。APS1 可通過減輕體重和結腸病變、改善腸粘膜屏障的完整性以及調節炎癥反應來緩解 UC。此外，APS1還能通過促進有益微生物的生長和增加SCFAs的產生來重新平衡腸道微生物群，從而改善腸道內環境和健康狀況。這些發現凸顯了 APS1 在治療 UC 方面的多重作用，從改善腸道屏障功能到調節免疫反應以糾正菌群失調。這些發現不僅加強了 APS1 在治療應用中的價值，還將 APS1 定位為一種有潛力的益生元制劑，為UC治療策略提供了新方向。
文章中，為了確定口服 APS1 和 APS2 后是否能進入腸道并被菌群利用，使用博鷺騰AniView系列多模式動物活體成像系統拍攝了它們在小鼠體內的分布情況。
小鼠口服 APS1 或 APS2 6 小時后的時間分布分析
(A) 小鼠的熒光強度圖像
(B) 小鼠腸道部位的體外成像
(C) 口服 APS1 6 小時后小腸、盲腸和結腸中熒光的定量分布統計
(D) 口服 APS2 6 小時后小腸、盲腸和結腸中熒光的定量分布統計
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.132580
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