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目的:双歧杆菌做为肠道内重要的益生菌,不仅可以改善肠道微环境,而且可以提高机体免疫力,促进营养吸收,抑制肿瘤生长等功能。然而,双歧杆菌对酸性环境比较的敏感,常规口服外源性双歧杆菌在到达肠道之前不可避免被胃酸所杀伤,只有少量的双歧杆菌到达肠道定植并发挥益生作用。到目前为止,以海藻酸钠为壁材的物理包埋法是提高双歧杆菌在胃中存活率的有效方法。本课题组在前期研究的基础上,通过静电喷雾法构建具有CT显影与肠溶性靶向双功能的微胶囊—壳聚糖/海藻酸&硫酸钡微胶囊(CA-B微胶囊)。系统表征了 CA-B微胶囊的基本特性;体外验证了 CA-B微胶囊对双歧杆菌的保护与控释效果;利用CA-B微胶囊CT造影能力实现对双歧杆菌在消化道内的迁移情况进行实时示踪;进一步验证CA-B微胶囊包裹双歧杆菌对小鼠肠炎症状的缓解和肠道菌群的改善,并且通过肠道基因组测序验证CA-B微胶囊介导双歧杆菌对肠道菌群失调的治疗作用。方法:1.以海藻酸钠和硫酸钠混合液作为喷出液,氯化钡溶液作为接收液,通过静电喷雾法一步合成含有硫酸钡的海藻酸钠微球(AB微球);后经壳聚糖一次包覆与海藻酸二次包覆后,由柠檬酸钠液化获得CA-B微胶囊。2.利用显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪表征CA-B微胶囊的物理特性,比较无任何处理裸露的双歧杆菌,AB微球和CA-B微胶囊包埋的双歧杆菌在pH2.5的模拟胃液环境中的活性;表征AB微球和CA-B微胶囊包埋的双歧杆菌在pH2.5的模拟胃液和pH7.0的模拟肠液中的释放效果。3.建立DSS诱导的小鼠肠炎模型。经灌胃给药含有不同数量双歧杆菌的微胶囊(双歧杆菌数量分别为0.6,1.2,2.4×109CFU)。通过称量小鼠体重,观察小鼠的临床症状,以及病理切片评估CA-B微胶囊包裹乳酸菌处理小鼠肠炎的治疗效果。4.CA-B微胶囊体内CT显影能力。通过口服给药,小鼠口服0.52g的CA-B微胶囊,用CT分别在Oh,1h,3h,6h,12h和24h这6个时间点分别扫描小鼠消化道,观察CA-B微胶囊包埋的双歧杆菌在消化道的迁移情况。5.采用肠道菌群基因测序方法,分析肠炎小鼠经CA-B微胶囊包裹的双歧杆菌治疗后肠道菌群的变化。收集小鼠粪便进行16SrRNA检测分析,分析不同组间小鼠粪便菌群的组成。结果:1.成功制备形貌均一,粒径为200μm的CA-B微胶囊。CA-B微胶囊的外壁具有规则的层层结构,内部硫酸钡沉淀具有规则的晶体结构。2.CA-B微胶囊可显著提升双歧杆菌抵抗胃酸等不良环境的能力并实现肠溶靶向释放。CA-B微胶囊在模拟胃酸环境中几乎不降解;但在模拟肠液中可快速降解。CA-B微胶囊包裹可实现双歧杆菌在模拟肠液环境下的快速靶向释放。3.CA-B微胶囊介导的双歧杆菌靶向肠道给药,可有效缓解DSS诱导小鼠实验性肠炎,增加肠炎小鼠的体重,结肠长度,肠道内炎性细胞逐渐恢复到正常水平。4.CA-B微胶囊具有较强的X-射线衰减能力;口服微囊化双歧杆菌后,分别在Oh,1h,3h,6h,12h和24h这6个时间点扫描小鼠消化道,可检测CT信号随时间在消化道内的实时迁移过程。5.小鼠肠道菌群的分析揭示CA-B微胶囊介导的口服双歧杆菌可以增加肠道中杆菌属的数量,而理研菌科的数量则逐渐减少。结论:1.本研究巧妙利用钡元素独特的理化特性,一步法实现微球成型与造影剂包埋同时完成。2.CA-B微胶囊内部生成的硫酸钡沉淀具有较为规则的晶体结构,赋予其较好的CT造影效果,为研究双歧杆菌在体内迁移与定植提供了一种实时示踪的有力工具。3.在模拟胃酸环境下,CA-B微胶囊对包裹的双歧杆菌具有很好的保护效果,并且可以靶向肠道实现可控释放。4.CA-B微胶囊包裹的双歧杆菌可有效缓解DSS诱导的小鼠肠炎,改善肠道菌群结构。