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苦瓜(bitter melon, Momordica charantia)在世界范围内广泛分布,在中国有近500年的应用历史,兼具食用和药用价值。众多研究表明,苦瓜具有治疗肥胖和糖尿病的作用,但其具体机制目前尚不明确,且不同的苦瓜加工制品效果存在差异。最近研究发现,苦瓜可能通过改善肠道菌群发挥作用。本研究通过体外实验的方法探索两种不同苦瓜制品,苦瓜全粉(Bitter melon power, BMP)和苦瓜乙醇提取物(Bitter melon ethanolextract, BME)对人肠道菌群结构和功能的调节作用,为进一步研究苦瓜影响人体健康的机制提供参考。采集一名健康人和一名二型糖尿病患者的新鲜粪便样品,在体外厌氧的条件下分别与BMP(15mg/mL,7.5mg/mL)或BME(15mg/mL,7.5mg/mL,3.75mg/mL,1.875mg/mL)共培养,收集0h、12h、24h、48h的培养上清和菌体沉淀。采用气相色谱方法检测培养上清中短链脂肪酸(short chain fatty acids,SCFAs)的生成,同时通过16S rRNA基因V3区的454焦磷酸测序联合多变量统计的方法检测菌群结构的整体变化,并用定量PCR的方法对5种特定细菌类群的变化进行针对性的检测。气相色谱结果表明,与对照组相比,BMP和BME处理均能促进SCFAs的生成,其中BMP15mg/mL处理组中SCFAs含量最高。测序数据的冗余分析发现,BMP与BME均能改变菌群结构,但BMP的作用比BME显著。在健康人和糖尿病人样本中分别挑选出82个和80个关键细菌类型(OTUs)。两份样本中,来自Blautia和Faecalibacterium属的OTU均被BMP和BME不同程度地富集,其中Blautia与SCFAs含量显著正相关;而来自Bilophila和Desulfovibrio属的OTUs却被显著抑制。定量PCR结果发现,BMP和BME均能不同程度促进乳杆菌属细菌、双歧杆菌属细菌和丁酸盐产生菌的生长,并抑制肠杆菌科细菌的生长;但是只有BMP15mg/mL能持续抑制硫酸盐还原菌的生长。在健康个体和二型糖尿病个体培养样本中均发现,双歧杆菌属细菌的含量变化与SCFAs的生成量成正相关。综上所述,两种苦瓜制品均能通过富集短链脂肪酸产生菌、抑制机会致病菌调节改善人肠道菌群结构和功能;同时,苦瓜全粉的作用效果比苦瓜乙醇提取物明显。