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科研 | Nature子刊:独参汤中多糖协同增强肠道菌群参与的人参皂苷暴露机制

 微生态 2021-04-13

一、导读


古往今来,传统中药(TCM)用于疾病的预防和治疗, 对人类的生存和繁衍有重要的影响。在临床,中药方剂多数由水煎后(水提物)服用。因此,中医药的科学内涵和奥秘很大程度上被掩盖。例如,与西药化学成分单一、明确完全不同,中药汤剂通常有多种化学成分。中药汤剂中哪些成分有助于治疗尚不清楚。这些问题的解决有利于中医药的继承与创新。

中药汤剂中常见的化学成分,小分子和多糖占优势。小分子通过研究得到很好阐述,而多糖的作用在很大程度上仍然难以解释。在这里我们探索中药多糖恢复肠道稳态的微生物参与机制,从而促进系统中伴随小分子的暴露。对人参汤中人参多糖和人参皂苷进行了过度疲劳和急性冷应激模型的研究。结果表明,人参多糖改善肠道代谢和某些人参皂苷的吸收,同时能够调节肠道菌群。通过探索多糖与小分子的协同作用,在人类保健和中医经典方剂合理化方面,提供了新的研究思路。

二、论文ID


原名Gutmicrobiota-involved mechanisms in enhancing systemic exposure of ginsenosidesby coexisting polysaccharides in ginseng decoction

译名独参汤中多糖协同增强肠道菌群参与的人参皂苷暴露机制

期刊Scientific reports

IF:4.847

发表时间:2016年

通讯作者:李松林

通讯作者单位:南京中医药大学附属南京市中西医结合医院

三、实验设计


四、实验结果


1.独参汤中人参多糖和人参皂苷的化学表征

按分子量与化学结构对独参汤中的人参多糖进行表征。高效凝胶渗透色谱(HPGPC)图谱表明,人参多糖具有较宽的分子量,重均分子量从1 kDa到1308.98 kDa,数均分子量从39.56 kDa到3.57 kDa。单糖组成分析表明,人参多糖主要由七种单糖和糖醛酸组成。人参多糖在肠道菌群的作用下代谢途径见图一,使用高效液相色谱对独参汤中人参多糖的分子鉴定结果见表1。

图1 肠道菌群参与人参多糖向人参皂苷的转化过程图

表1 独参汤中十一种人参皂苷的线性、灵敏度和含量表(n=3)

2人参多糖能够恢复疲劳及冷刺激诱导的内源性代谢紊乱

血浆和尿液样本用UPLC-Q-TOF-MS分析,数据使用正交偏最小二乘判别分析。散点图得分表示,模型组与空白组有较好的分离,说明2组的内源性物质明显不同。通过人参多糖、低聚果糖治疗后,內源物质与空白组相似。结果表明,人参多糖能恢复模型组内源性代谢物失调。

 

图3 通过HPLC-Q-TOF/MS 在正离子下,MRM扫描人参皂苷标准液(a),汤剂提取物(b),血浆(c)粪便(d)样品的基峰图

表2 血浆与尿液中的生物标志物

3.人参多糖能恢复疲劳及冷刺激诱导肠道菌群失调

检测空白组和模型组粪便中菌群,空白组bacterial phyla BacteroidetesFirmicutesProteobacteria (Fig.2a)的相对丰度分别为55.23%、35.84% 、7.47%,模型组Bacteroidetes的相对丰度为80.61%,与模型组比较相对丰度升高;Firmicutes的相对丰度为 16.24%,Proteobacteria的相对丰度为 2.20%,与模型组相比相对丰度降低。进一步在属水平对肠道菌群进行分析(Fig.2b)。基于OUT对各组进行主坐标分析(Fig.2d)。两个关键的有益共生菌,拟杆菌和乳酸杆菌在模型组中降低(Fig.2c)。

图2 比较肠道菌群在门、属及Bacteroides spp.和Lactobacillus spp.水平的相对丰度与主成分分析图

注:Blank:空白组;Model: 模型组; OF:低聚果糖组; GP:人参多糖组(下同);(#: 0.05 < p < 0.10,与空白对照; +:p < 0.05,与模型相比; × :0.05 < p < 0.10,与模型组比较)

4.人参多糖增强人参皂苷的全身吸收量

口服给药后,使用HPLC-Q-TOF/MS检测人参皂苷的药代动力学参数。9种人参皂苷被检测到。分别检测各组24小时内血药浓度和动力学参数。综上所诉,模型组的初级代谢产物增加,次级代谢产物减少。人参多糖治疗后这种情况可以改变。因此,人参多糖可以改善疲劳和冷刺激引起的代谢失调。

图4 人参皂苷提取物灌胃后9种皂苷在4组中的血药浓度

表3 大鼠灌胃后人参皂苷的动力学参数表

表4 大鼠灌胃后24小时内的动力学参数检测表

图5 人参皂苷提取物灌胃大鼠后比较AUC,Cmax(B)和24 h累计排泄量(C)中的人参皂苷含量

图6 人参皂苷Re(a)和人参皂苷Rc(b)在肠道菌作用下的代谢

五、研究结论


人参多糖改善肠道代谢和某些人参皂苷的吸收, 有利于失调的肠道菌群的恢复。

六、点评


本文提出一种新的肠道菌群参与机制,多糖与中药汤剂中的小分子化合物在某些病理模型中协同作用。中药中多糖,甚至不能被宿主消化的多糖,仍能间接促进中药汤剂的疗效。赋予中药多糖新的作用,这项研究是中医经典方剂在人类保健科学化和合理化的应用,利于中药汤剂的继承和创新。

本文由微生太群友李红霞创作,江舜尧编辑。可联系江舜尧(微信二维码见文末)获取免费转载权限;没有获得授权不能转载。





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