秋葵提取物缓解脂多糖诱导小鼠的炎症反应及肠道菌群的介导作用

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秋葵中因富含多糖、多酚、黄酮等生物活性物质,具有抗氧化、抗高脂血症、调节免疫等多种生理功能,然而,目前的研究大多集中在秋葵中某种生物活性物质对某生理功能的作用。随着饮食多元化的发展,我们大多摄入的是含有多种活性物质的复合物。本研究使用的秋葵提取物是一种含有多糖、多酚、黄酮等生物活性物质的复合物,然而,秋葵以复合物的形式去研究其生理活性方面的关注还不够,尤其是在调节炎症反应方面及其相关机制缺乏深入研究。本试验以秋葵果实提取物为研究对象,按一定比例添加到试验动物饮水中,同时设计抗生素干预组,探究秋葵提取物在肠道菌群介导作用下的相关机制,对秋葵作为具有抗炎和抗免疫应激的功能食品的进一步开发和利用具有积极意义。为了探究秋葵提取物(OE)对小鼠炎症的影响及其相关的作用机制,本研究以脂多糖(LPS)诱导炎症小鼠为模型,将40只雄性昆明(KM)小鼠,适应性喂养1周后,随机分为4组,即对照组(CON,Ain-93G纯化日粮),模型组(LPS,LPS刺激),添加OE饮食组(LPS+OE,LPS刺激+5 mg/m L OE干预),添加OE和混合抗生素(ABX)组(LPS+OE+ABX,LPS刺激+5 mg/m L OE补充+0.5 mg/m L杆菌肽+0.5mg/m L美罗培南+0.5 mg/m L庆大霉素+0.5 mg/m L新霉素+0.5 mg/m L阿莫西林+0.2mg/m L万古霉素干预)。所有小鼠喂养4周后,处死小鼠收集血清,肝脏,脾脏、胸腺、盲肠,结肠,小肠,肠道食糜和粪便。所有样品于-80℃保存等待分析。主要研究结果如下:ELISA结果表明:与模型组相比,OE补充后小鼠血清内毒素水平降低,血清、脾脏、小肠和结肠中促炎因子含量(白介素1β,IL-1β;白介素6,IL-6;肿瘤细胞因子α,TNF-α)下降,抗炎因子(IL-10)水平上升;而与OE组相比,OE+混合抗生素组脾脏IL-1β含量升高,而血清和结肠中IL-10含量降低。炎症因子、炎症信号通路及肠道屏障的基因结果表明:与OE组相比,OE+混合抗生素干预激活了小肠和结肠Tnf-α、Il-1β和Il-6的基因表达,抑制了Il-10的活性。相比于模型组,OE补充抑制了小肠和结肠My D88/NF-κB信号通路,通过上调小肠和结肠屏障基因(Mucin4、Claudin-1,Zo-1)的表达,加固肠道屏障。相反,相比于OE补充组,OE+混合抗生素组结肠中TLR4/My D88/NF-κB信号通路被上调,而结肠Mucin4,Occludin,Claudin-1,Zo-1基因表达被抑制。胆汁酸受体基因分析结果表明:胆汁酸受体(Fxr,Tgr5)与炎症信号通路基因(TLR4/My D88/NF-κB)和肠道屏障基因(Mucin4,Occludin,Claudin-1,Zo-1)存在正相关或负相关关系。与模型组相比,在肝脏、小肠和结肠中,OE补充后Fxr受体被激活,小肠和结肠中Tgr5受体同样被激活,而肝脏Tgr5活性被抑制;相比于OE组,混合抗生素组不同组织(肝脏、小肠和结肠)中的Fxr被抑制。肠道菌群分析的结果表明:与OE组相比,OE+混合抗生素干预降低了肠道菌群的丰度(ACE,Chao1),造成了肠道菌群的紊乱,增加条件致病菌,降低了有益菌的水平。在门水平,OE补充后Verrucomicrobia丰度显著提高,而Proteobacteria丰度降低。OE+混合抗生素组对肠道菌群产生较大影响,其减少了Verrucomicrobia,Bacteroidetes丰度,而提高了Proteobacteria、Cynaobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria水平;在属水平上,OE补充增加了对健康有益的微生物群的水平尤其是Akkermansia菌群增加,Lachnospiraceae_NK4A136_group菌减少,而与OE组相比,OE+混合抗生素组结果与之相反。菌群相关性分析中发现FXR与Akkermansia呈正相关,OE中Akkermansia菌群水平最高。综上所述,补充OE能缓解LPS应激小鼠的炎症反应,并伴随着肠道菌群和胆汁酸受体的改变,而抗生素的添加让OE组中肠道菌群发生紊乱,从而降低OE缓解炎症反应的效果,说明OE缓解LPS诱导小鼠的炎症反应很可能是由肠道菌群所介导。
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