【摘 要】
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肠道微生物在包括2型糖尿病(T2DM)在内的代谢性疾病中起着关键作用。3-溴-4,5-二(2,3-二溴-4,5-二羟基苄)-1,2-苯二酚(BDB)是从海洋红藻松节藻中分离得到的一种天然溴酚化合物。最新的研究表明,BDB可缓解2型糖尿病BKS db小鼠的高血糖病症。为了了解BDB是否在T2DM治疗期间调节肠道菌群的组成,我们将BKS db糖尿病小鼠随机分组,分别给予BDB、二甲双胍或安慰剂治疗7周
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
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肠道微生物在包括2型糖尿病(T2DM)在内的代谢性疾病中起着关键作用。3-溴-4,5-二(2,3-二溴-4,5-二羟基苄)-1,2-苯二酚(BDB)是从海洋红藻松节藻中分离得到的一种天然溴酚化合物。最新的研究表明,BDB可缓解2型糖尿病BKS db小鼠的高血糖病症。为了了解BDB是否在T2DM治疗期间调节肠道菌群的组成,我们将BKS db糖尿病小鼠随机分组,分别给予BDB、二甲双胍或安慰剂治疗7周。与模型组相比,BDB或二甲双胍治疗组糖尿病小鼠在第7周的空腹血糖水平显著降低。利用群落16S rRNA测序和宏基因组学分析,探究了BDB对肠道菌群结构以及代谢功能途径的影响。结果表明,在科水平上,BDB和二甲双胍治疗分别能使产短链脂肪酸(SCFAs)细菌疣微菌科(Verrucomicrobiaceae)和拟杆菌科(Bacteroidaceae)的相对丰度明显提升。在属水平上,阿克曼氏菌属(Akkermansia)的相对丰度在BDB治疗组中显著升高。宏基因组学结果表明,BDB可能通过促进丙酸代谢、抑制淀粉和蔗糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢来缓解糖尿病小鼠的代谢紊乱。通过系统发育分析,探究了BKS db小鼠肠道可培养细菌的多样性,从小鼠粪便样本中,共获得209株细菌,分属于4个门16个属25个种。其中含量最丰富的是乳酸杆菌属,占到了总分离菌株数的42.6%。通过对25株分离菌株进行体外益生菌特性检测分析表明,Lactobacillus菌株具有较强的耐酸、耐碱和抗氧化活性。Lactobacillus johnsonii BM611在模拟胃液中3 h存活率能够达到81.90%,在模拟肠液中6 h存活率能够达到81.98%。菌株Lactobacillus johnsonii BM611细胞破碎液和无细胞分泌液均表现出较强的DPPH自由基清除能力,清除率能够达到44.85%和13.05%,并且具有较强的羟自由基清除能力,清除率能够达到17.16%和15.11%。Lactobacillus johnsonii BM611能显著抑制大肠杆菌等条件致病菌的生长,并促进C2C12细胞的糖消耗水平。通过结合动物实验,探究了菌株Lactobacillus johnsonii BM611对BKS db小鼠的降糖作用以及对脂质代谢相关因子的影响。研究发现Lactobacillus johnsonii BM611能够显著降低BKS db小鼠的空腹血糖水平,改善2型糖尿病小鼠的葡萄糖耐量以及脂代谢异常,与BDB联合治疗的效果要显著优于单菌治疗;通过组织学病理分析并未发现Lactobacillus johnsonii BM611对组织产生不良影响,反而能够改善小鼠胰腺和肝组织的状态。本研究不仅探究了海洋溴酚化合物BDB对糖尿病小鼠肠道菌群的调节作用,而且为BKS db模型小鼠肠道菌群多样性的研究提供了参考,为进一步开发益生降血糖菌株提供了资源。
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