皮蛋清缓解小鼠溃疡性结肠炎的机制研究

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溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)是炎症性肠病(Inflammatory bowel disease,IBD)的一种主要形式,其主要特征是肠黏膜的炎症。中医古籍记载皮蛋具有清热降火、泻肺热、去大肠火等功效。且皮蛋清模拟胃肠消化(Simulated gastrointestinal digestion of preserved egg white,SGD-PEW)后的产物已被证明可改善葡聚糖硫酸钠(Dextran sulfate sodium,DSS)诱导的结肠炎小鼠的临床症状,具有一定的抗炎作用。但目前针对皮蛋清的抗炎机制研究还较为薄弱。最近的研究表明,肠道菌群的组成在结肠炎的严重程度和进展中起着至关重要的作用。肠道菌群会因膳食成分的不同而发生改变,影响各种营养素的吸收利用进而影响人体的健康。基于此,本文从分子机制以及肠道菌群角度讨论皮蛋清的抗炎机制。主要研究结果如下:(1)以DSS诱导的急性溃疡性结肠炎小鼠为模型,通过对小鼠临床状态进行量化评分,并结合小鼠结肠组织学观察及炎性细胞因子的表达和基因转录评价皮蛋清摄入对DSS诱导的结肠炎的抗炎效果。结果表明,皮蛋清摄入14 d有效改善了DSS诱导的结肠炎小鼠的临床症状(P<0.05),包括体重减轻、疾病活动指数(Disease activity index,DAI)升高、结肠缩短和结肠组织损伤。且皮蛋清摄入显著抑制了结肠炎小鼠结肠组织中促炎细胞因子(肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素(Interleukin,IL)-6和IL-1β)的分泌和基因表达(P<0.05),以及增加了抗炎细胞因子IL-10的分泌和基因表达(P<0.05),改善了小鼠结肠炎的严重程度。(2)以DSS诱导的急性溃疡性结肠炎小鼠为模型,研究皮蛋清摄入对DSS诱导的结肠炎小鼠的结肠组织氧化应激程度以及核因子-κB(Nuclear factor-kappa B,NF-κB)和丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号通路的磷酸化水平的影响。结果表明,皮蛋清摄入抑制了结肠炎小鼠结肠组织中的MPO活性(P<0.05),下调了丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和一氧化氮(Nitric oxide,NO)水平(P<0.05),上调了超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)活性(P<0.05),这表明皮蛋清摄入提高了DSS诱导的结肠炎小鼠清除自由基和抑制氧化应激的能力。此外,蛋白质印迹分析(Western Blotting,WB)结果显示,皮蛋清摄入显著抑制了DSS诱导的结肠炎小鼠结肠组织中NF-κB p65和p38 MAPK的磷酸化水平(P<0.05),从而降低促炎细胞因子的分泌和表达,减轻结肠炎小鼠的肠道炎症。(3)以DSS诱导的急性溃疡性结肠炎小鼠为模型,首先通过高通量测序检测皮蛋清摄入后小鼠盲肠新鲜内容物中肠道菌群的组成。基因测序结果显示,皮蛋清摄入增加了DSS诱导的结肠炎小鼠肠道微生物多样性,改变了小鼠在门、科以及属水平上的肠道菌群组成,增加了有益菌毛螺菌科(Lachnospiraceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)和鼠杆菌科(Muribaculaceae)的相对丰度(P<0.05),降低了有害细菌变形杆菌(Proteobacteria)的相对丰度(P<0.05)。再采用气相色谱-质谱联用法检测皮蛋清摄入后小鼠肠道菌群代谢产物的含量。结果显示,DSS组小鼠的盲肠乙酸、丁酸和总短链脂肪酸水平显著低于对照组(P<0.05)。与DSS组相比,皮蛋清摄入增加了结肠炎小鼠盲肠乙酸、丁酸和总短链脂肪酸的水平(P<0.05)。皮蛋清摄入后,结肠炎小鼠盲肠短链脂肪酸含量的增加与肠道微生物中短链脂肪酸产生菌相对丰度的升高结果一致。这些结果表明,皮蛋清摄入对肠道微生物群及其代谢产物的组成的调节作用也可能是缓解结肠炎的重要机制之一。
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