【摘 要】
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凉粉草是我国常用的药食两用植物资源,具有很高的营养价值和潜在的保健功能。凉粉草多糖(Mesona chinensis Benth polysaccharide,MP)是凉粉草主要活性成分之一,前期研究已表明其具有抗氧化、抗病毒、降血糖、降血脂等生物活性,且硫酸化凉粉草多糖(Sulfated Mesona chinensis polysaccharide,SMP)能增强免疫调节活性和抗氧化活性。环磷
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凉粉草是我国常用的药食两用植物资源,具有很高的营养价值和潜在的保健功能。凉粉草多糖(Mesona chinensis Benth polysaccharide,MP)是凉粉草主要活性成分之一,前期研究已表明其具有抗氧化、抗病毒、降血糖、降血脂等生物活性,且硫酸化凉粉草多糖(Sulfated Mesona chinensis polysaccharide,SMP)能增强免疫调节活性和抗氧化活性。环磷酰胺(CTX)是一种烷基化药物,在临床广泛应用于各种癌症化疗,同时也是引起药物性肝损伤(DILI)的典型药物。它们可通过直接细胞毒性、氧化应激和炎症等多种途径触发和加重肝脏毒性,严重的肝毒性限制了其临床应用。目前,尚未有关于MP和SMP对CTX致小鼠肝损伤的相关报道。本论文旨在研究MP和SMP的膳食处理对CTX致肝损毒性的保护作用,采用16S r RNA高通量技术和UPLC-Q-TOF/MS等相关分子生物学手段,从肠道菌群和代谢产物探讨CTX肝脏毒性作用效果以及MP和SMP的肝保护机制。主要研究结果如下:(1)硫酸化修饰可以增强MP对肝脏的保护作用,这种保护机制可能源于其够有效清除自由基并恢复机体抗氧化防御系统,有效调节机体炎症水平。CTX可以致小鼠肝损伤,降低小鼠体重和肝脏指数,增加肝功能指标AST和ALT的活性,引起小鼠肝脏氧化应激,提高MDA含量,降低GSH、SOD和GSH-px的活性。经MP和SMP处理后,肝损伤小鼠的生长状态有所改善,并且恢复体重和肝脏器官指数,显著提高GSH、SOD和GSH-px的活性,抑制肝脏中促炎因子IL-6和TNF-α水平上升,而MDA、AST和ALT含量显著降低,并呈剂量依赖关系,且硫酸化修饰后的效果更好。此外,MP和SMP可以降低血清中LPS的释放。硫酸基团的引入可以有效增强了MP的肝保护效果,缓解由CTX所致肝组织发生明显的组织病理学损伤,最佳剂量为200 mg/kg·(bw)。(2)硫酸化修饰显著改变了不同分类学水平上肠道菌群组成,增加有益菌的相对丰度,减少有害菌的相对丰度,但对小鼠肠道微生物的多样性未产生显著影响。与MC组相比,MP显著提高肠道菌群的多样性。β-多样性结构显示不同处理组各自聚类,MP可增加瘤胃菌科(Ruminococcaceae)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)、颤螺菌属(Oscillospira)、布劳特氏菌属(Blautia)以及粪球菌属(Coprococcus)的相对丰度;SMP可增加乳酸菌属(Lactobacillus)和双歧杆菌属(Bifidobacerium)的相对丰度。MP和SMP可抑制拟杆菌科(Bacteroidaceae)和拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度。SMP使得肠道菌群多样性降低的原因可能是由于乳酸菌属(Lactobacillus)和双歧杆菌属(Bifidobacerium)这两类有益菌的大量增加导致其它菌的减少。此外,MP和SMP处理显著提高小鼠结肠内容物和粪便中SCFAs浓度,且SMP使凉粉草多糖中的木糖和糖醛酸含量增加,促进乙酸、丙酸和丁酸生成,有利于被肠道微生物有效利用,发挥其有益作用。(3)硫酸化修饰提高了MP对生物标志物和代谢通路的影响,硫酸基团的引入对CTX引起的代谢紊乱具有更好治疗的效果。通过主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘方判别分析(OPLS-DA)发现MC组中众多内源性代谢物浓度与NC组相比发生了明显改变,各处理组在肝脏和粪便代谢谱分别筛选鉴定23种和38种差异代谢物。这些内源性代谢物可能被认为是对肝脏保护的生物标志物。通过对这些差异代谢物进行富集通路分析,其中肝损伤组主要涉及α-亚麻酸代谢、苯丙氨酸代谢、花生四烯酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成以及不饱和脂肪酸的生物合成这5条代谢通路。MP处理显著影响苯丙氨酸代谢、花生四烯酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、牛磺酸和次牛磺酸代谢、色氨酸代谢和肠道微生物代谢等通路来发挥肝保护作用;SMP处理显著影响苯丙氨酸代谢、花生四烯酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、组氨酸代谢、色氨酸代谢和肠道微生物代谢等通路来发挥肝保护作用。此外,在肝脏和粪便样本中还发现了一种共同的代谢物花生四烯酸。这将有助于进一步了解凉粉草多糖和硫酸化凉粉草多糖的作用机理,为进一步的研究提供依据。
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