论文部分内容阅读
目的:本论文使用自发性非肥胖型1型糖尿病(Non-obese diabetic,NOD)小鼠模型探究不同聚合度的菊粉即长链菊粉(Long chain inulin-type fructans,ITF(l))和短链菊粉(Short chain inulin-type fructans,ITF(s))对1型糖尿病的影响。为1型糖尿病人群提供膳食营养指导,并为营养组分的筛选与功能性食品的开发提供依据。方法:选取体重10-15 g的4周龄雌性NOD小鼠60只,随机分为三组,分别为对照组(NOD组)、长链菊粉干预组(NOD+ITF(l)组)、短链菊粉干预组(NOD+ITF(s)组)。将长链菊粉和短链菊粉分别按照质量分数5%的添加量加入到饮食中,干预至NOD小鼠24周龄,期间进行发病率统计。向小鼠腹腔注射致死剂量的戊巴比妥钠后,快速收集新鲜血液,胰腺组织,结肠组织,结肠内容物和脾脏组织。对胰腺和结肠组织进行苏木紫-伊红染色,观察胰岛免疫细胞的浸润情况以及肠道形态的变化。采用酶联免疫吸附法测定胰腺组织匀浆上清液,血清以及结肠组织匀浆上清液中细胞炎症因子IL-17、IL-1β和IL-10的表达。运用流式细胞术对脾脏、胰腺、结肠中调节性T细胞及TH17细胞的比例进行检测。采用蛋白质免疫印迹法测定结肠组织中紧密连接蛋白Occludin、Claudin-2以及相关炎症信号通路蛋白的表达。采用实时定量PCR的方法测定结肠组织中抗菌肽β-defensin-1及CRAMP的mRNA转录水平。运用气相色谱-质谱联用仪测定结肠内容物中短链脂肪酸的含量。此外,运用二代测序检测结肠内容物中肠道菌群的组成和多样性。结果:发现长链菊粉而非短链菊粉降低了1型糖尿病小鼠的血糖水平和发病率。长链菊粉减轻了糖尿病小鼠胰岛的免疫细胞浸润情况,而短链菊粉则无显著影响。实验结果初步表明长链菊粉对1型糖尿病小鼠有保护作用。含有长链菊粉的膳食提高了胰腺组织中抑炎性细胞因子IL-10的水平,降低了胰腺组织以及血清中促炎性细胞因子IL-17、IL-1β的水平。在长链菊粉的干预下,胰腺及脾脏中调节性T细胞的比例显著升高,TH17细胞的比例显著降低。而短链菊粉的干预对1型糖尿病小鼠的胰腺免疫和系统性免疫均没有作用。长链菊粉的摄入提高了结肠内容物中的短链脂肪酸含量,上调了结肠组织中紧密连接蛋白Occludin和Claudin-2的表达量,提高了抗菌肽β-defensin-1及CRAMP的mRNA转录水平。在结肠组织中,长链菊粉的干预提高了抑炎性细胞因子IL-10的水平,降低了促炎性细胞因子IL-17、IL-1β的水平。在长链菊粉的干预下,结肠组织中调节性T细胞的比例显著升高,TH17细胞的比例显著降低。同时长链菊粉也抑制了1型糖尿病小鼠结肠组织中NLRP3-Caspase-1-p20-IL-1β炎症通路,从而减少了促炎性细胞因子IL-1β在结肠组织中的产生。长链菊粉的摄入提高了厚壁菌门、瘤胃菌科和乳酸杆菌的比例,降低了拟杆菌门的比例。结论:本实验首次证明了长链菊粉能够通过改善胰腺免疫、系统性免疫、肠道免疫,改善肠道屏障以及肠道微生物稳态来缓解1型糖尿病小鼠的炎症状况和发病进程。长链菊粉有潜力作为安全、有营养价值的膳食成分添加到与1型糖尿病相关的药物或功能性食品中,更好地缓解或治愈1型糖尿病。