天然冬虫夏草多糖对肠道健康的保护作用及机制研究

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冬虫夏草(Cordyceps sinensis(Berk.)Sace.)是我国传统的名贵中药材之一,与人参、鹿茸并列被称为传统三大补品。它含有多糖、虫草酸、核苷等多种活性成分,其中多糖是冬虫夏草中一类具有多种生物活性且含量较高的活性物质,本研究团队前期对其化学结构进行了系统表征,并且通过体外细胞实验发现冬虫夏草水提纯多糖是一种具有免疫调节作用的活性多糖。因此,本论文以冬虫夏草水提多糖为研究对象,采用环磷酰胺(Cyclophosphamide,Cy)诱导的小鼠肠道损伤模型和葡聚糖硫酸钠(Dextran Sulfate Sodium,DSS)诱导的小鼠结肠炎模型,考察冬虫夏草水提多糖对肠道健康的保护作用,并进一步从肠道免疫和肠道菌群角度探讨其可能的作用机制。主要研究结果归纳如下:1、采用腹腔注射Cy建立小鼠肠道损伤模型,研究不同剂量的冬虫夏草水提粗多糖(NCSP)对小鼠肠道损伤的缓解作用及肠道免疫和肠道菌群的影响。结果发现:冬虫夏草水提多糖剂量依赖性地提升肠道损伤小鼠的胸腺指数和肝脏抗氧化能力;提高小肠杯状细胞和黏液水平;增加小肠中CD4+T细胞和Ig A分泌细胞的数目,促进辅助性T(T Helper,Th)1、Th2、Th17细胞和调节性T(Regulatory T,Treg)细胞的分化并调节Th1/Th2和Th17/Treg细胞间的平衡;调整肠道菌群结构,促进有益菌Muribaculaceae的生长,增加小鼠粪便中总短链脂肪酸(Short Chain Fatty Acids,SCFAs)和乙酸的含量。2、采用DSS建立小鼠结肠炎模型,给予结肠炎小鼠天然冬虫夏草水提多糖,探究其对小鼠结肠炎的缓解作用及肠道菌群的影响。结果发现:冬虫夏草水提多糖可改善小鼠结肠炎相关指标,包括结肠长度、病理损伤、细胞因子表达水平、抗氧化能力以及紧密连接Occludin和Claudin-1的表达,优化结肠炎小鼠的肠道菌群结构,增加小鼠盲肠中SCFAs的浓度。此外,冬虫夏草水提多糖抑制B细胞κ轻链增强子的核转录因子(Nuclear Transcription Factor-kappa B Cells,NF-κB)通路的激活。冬虫夏草水提纯多糖(NCSP-50)缓解小鼠结肠炎的效果优于水提粗多糖(NCSP)。3、构建DSS小鼠结肠炎模型,从B细胞转换、分泌型免疫球蛋白A(Secretory Immunoglobulin A,s Ig A)分泌过程等角度探讨NCSP-50促进小鼠分泌s Ig A的可能机制。结果发现:NCSP-50显著减少结肠中巨噬细胞、树突细胞和CD4+T细胞数目;调节CD4+T细胞分化,促进Th2和Treg细胞的极化,抑制Th1和Th2细胞的分化,以T细胞依赖性途径促进B细胞转换;而在T细胞非依赖性的方式中,NCSP-50抑制增殖诱导配体(A Proliferation-inducing Ligand,APRIL)和视黄醛多氢酶(Retinal Dehydrogenase,RALDH)-1表达,促进血管活性肠肽受体(Vasoactive Intestinal Peptide Receptor,VAPC)2和RALDH-2表达;升高B细胞转换过程的活化诱导胞嘧啶氨酶(Activation-Induced Cytidine Deaminase,AID)的蛋白表达;提高多聚免疫球蛋白受体(Polymeric Immunoglobulin Receptor,p Ig R)在m RNA和蛋白水平的表达以及免疫球蛋白A的(Immunoglobulin A,Ig A)蛋白表达水平,从而升高肠道中s Ig A含量。4、采用粪菌移植(Fecal Microbiota Transplantation,FMT)手段,探讨肠道菌群在NCSP-50缓解小鼠结肠炎中发挥的作用。结肠炎小鼠随机分为模型组、粪菌供体组和受体组,比较各组小鼠的结肠炎相关指标。结果显示:与模型组小鼠相比,多糖高剂量组(NCSP-50H)以及对应的粪菌受体组小鼠(NCSP-50H-R)的结肠长度明显增加,炎症因子的表达显著降低。同时,NF-κB的m RNA表达被抑制,s Ig A含量升高。5、采用抗生素处理造成小鼠肠道菌群紊乱,考察NCSP-50对结肠炎小鼠的缓解效果。结肠炎小鼠随机分为模型组、抗生素组、多糖组以及抗生素处理+多糖组,比较各组小鼠的结肠炎相关指标。结果显示:与多糖组相比,同时给予抗生素和多糖处理后的小鼠结肠长度显著缩短,炎症因子表达升高。NF-κB通路的关键因子TLR-4和NF-κB表达增加,s Ig A含量降低。以上指标与模型小鼠相比均无显著性差异。以上结果表明,天然冬虫夏草多糖能通过调节肠道菌群结构、肠道免疫来发挥缓解肠道损伤的作用,从而维护肠道健康。
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