水苏糖和清酒乳杆菌furu2019联合使用对慢传输型便秘的缓解作用及机制研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzg31142003
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慢传输型便秘(Slow transit constipation,STC)是一种常见的以结肠传输功能减慢为特征的便秘类型,严重时可诱发结肠癌。临床上常将泻药作为慢传输型便秘的治疗药物,由于泻药伴随着一定的副作用,因此寻找一种安全健康的便秘治疗药物尤为关键。一直以来,便秘主要通过菊粉、低聚半乳糖等益生元或双歧杆菌、乳酸菌等益生菌进行辅助治疗。近年来,将益生元和益生菌组合为合生元进行联合治疗的方式逐渐成为治疗便秘的一种新策略。为筛选研发可改善便秘的合生元,本文利用复方地芬诺酯建立小鼠便秘模型,筛选出了一种具有通便作用的益生菌清酒乳杆菌furu2019(Lactobacillus sakei,L.sakei),并将其与益生元水苏糖(Stachyose,ST)进行配伍,评价ST和L.sakei联用对慢传输型便秘的效果,并探讨其作用机制。首先,本实验选择了最常川的两种STC模型造模药物(复方地酚诺酯和盐酸洛哌丁胺),之后又从耐酸耐胆盐的菌株中选择了五株对肠道有益或产水效果较好的菌株(清酒乳杆菌、植物乳杆菌、格氏乳杆菌、多氏乳杆菌和克氏乳杆菌),最后挑选了两种能促进菌株活性的功能性低聚糖(水苏糖和低聚半乳糖)。分别通过小鼠排便参数测定实验和小肠推进实验筛选出最适造模药物、功能菌株和最适功能性低聚糖。结果表明,复方地芬诺酯可作为STC模型的最适造模药物,L.sakei和L.plantarum均对STC模型有效,其中L.sakei效果更好,功能性低聚糖中ST效果更优。其次,进行实验探究L.sakei和ST联用对STC的缓解作用和机制。将ICR小鼠随机分为五组,分别为空白组(Normal组)、模型组(Constipation组)、水苏糖干预组(ST组)、清洒乳杆菌干预组(L.sakei组)、水苏糖和清酒乳杆菌联合干预组(ST+L.sakei组)。十预第21和第22天分别给予 10 mg/kg和5 mg/kg的复方地芬诺酯建立STC模型,观察肠道推进率等便秘指标,并分析各干预药物对便秘的缓解机制,以评价各干预药物对慢传输型便秘的缓解作用和阐述相应分子机制。研究结果表明,各干预组小鼠便秘症状均有所缓解,其中ST+L.sakei组在小鼠粪便湿重和粪便含水量上的改善效果比ST组和L.sakei组显著(P<0.05),对小鼠首次黑便排出时间、粪便数量和肠道推进率的改善效果有更好的趋势,但与ST组和L.sakei组的差异没有统计学意义。利用RT-PCR、WB、免疫组化测定便秘相关基因表达,实验结果表明各干预组主要通过影响水通道蛋白(AQP4和AQP8)表达水平和Cajal间质细胞(SCF和c-Kit)发育来缓解便秘,其中,ST+L.sakei组对结肠中AQP4和AQP8表达水平的影响较ST组和L.sakei组更为显著(P<0.05)。此外,L.sakei组小鼠结肠中NOS和GDNF基因转录水平与模型组相比差异具有统计学意义(P<0.05)。利用靶向代谢检测盲肠内容物短链脂肪酸(SCFAs)含量,检测结果表明ST+L.sakei组主要影响盲肠内容物中丙酸和丁酸的丰度。通过ELISA实验测定肠道蠕动相关神经递质含量,实验结果表明ST+L.sakei组小鼠血清中兴奋性神经递质和激素5-羟色胺(5-HT)、P物质(SP)和胃动素(MTL)含量较模型组显著升高(P<0.05),抑制性神经递质内皮素(ET)含量较模型组显著降低(P<0.05)。其中ST和L.sakei联用对5-HT水平的影响最为显著。利用HE染色法观察小鼠肠道细胞形态,结果表明ST+L.sakei组小鼠肠道粘膜杯状细胞数量较模型组增加,有效恢复了便秘造成的小鼠结肠粘膜杯状细胞数量减少的情况。利用16S rDNA测序分析小鼠粪便菌群变化,分析结果表明模型组小鼠粪便的物种丰富度(ace指数和chao指数)和菌群多样性(shannon指数)较空白组升高,ST+L.sakei组物种丰富度和菌群多样性较模型组降低(P<0.05)。在门水平上,模型组小鼠粪便中疣微菌门(Verrucomicrobia)相对丰度较空白组下降,而ST+L.sakei组疣微菌门(Verrucomicrobia)相对丰度升高。在属水平上,模型组小鼠粪便中拟杆菌属(Bacteroides)相对丰度较空白组升高,另枝菌属(Alistipes)和艾克曼菌属(Akkermansia)的相对丰度较空白组降低。ST+L.sakei组恢复了拟杆菌属(Bacteroides)、另枝菌属(Alistipes)和艾克曼菌属(Akkermansia)的相对丰度,在一定程度上缓解了慢传输型便秘小鼠的肠道紊乱现象。综上所述,ST和L.sakei联用能够对STC起到更好的治疗作用,可作为STC治疗的有效微生态制剂。
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