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南农曾晓雄团队+枸杞研究中心曹有龙团队:探究黑果枸杞中花青素对结肠炎小鼠肠道菌群的调节及抗炎特性

 微生态 2021-04-13

南京农业大学曾晓雄团队与国家枸杞工程技术研究中心曹有龙团队合作在《Free Radical Biology and Medicine》发表题目为《Gut microbiota modulation and anti-inflammatory properties of anthocyanins from the fruits of Lycium ruthenicum Murray in dextran sodium sulfate-induced colitis in mice》的文章。本研究利用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎模型研究了黑果枸杞花青素(ACN)及其主要单体P3G对肠道菌群的调节及抗炎活性,并比较了它们的抗炎作用。

文章摘要

本研究主要探究黑果枸杞中的花青素(ACN)和ACN的主要单体,矮牵牛素3-O-[鼠李糖基-(反式-对香豆酰)] - 5-O- [β-D-吡喃葡萄糖苷](P3G)治疗葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的小鼠结肠炎的效果。

结果发现小鼠各种体征恢复(体重,饲料量,固体粪便重量和结肠长度增加,疾病活动指数(DAI)评分降低),促炎细胞因子和相关的mRNA(如TNF-α,IL-6,IL-1β和IFN-γ)表达减少,以及通过组织学和免疫荧光分析发现肠屏障功能改善(蛋白质如ZO-1,occludin和claudin-1增加),这些结果表明ACN和P3G均具有肠道抗炎作用。此外,还研究了DSS诱导的结肠炎小鼠的肠道菌群落的变化。结果发现Porphyromonadaceae,HelicobacterParasutterellaParabacteroidesOscillibacterLachnospiraceae是与炎症性肠病相关的关键细菌。

总之,P3G和ACN通过三个方面改善了DSS诱导的小鼠结肠炎,包括阻断促炎细胞因子,增加紧密连接蛋白和调节肠道菌群。而且,P3G表现出比ACN更好的抗炎作用。

关键词:黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murray);花青素;炎症性肠病;葡聚糖硫酸钠;肠道菌群

图片摘要

文章重点

  • 黑果枸杞中的花青素对小鼠DSS诱导的结肠炎表现出抗炎作用。

  • 黑果枸杞中的花青素下调响应IBD的炎症相关细胞因子。

  • 黑果枸杞中的花青素上调了紧密连接蛋白以响应IBD。

  • 黑果枸杞中的花青素可以调节肠道微生物群并增强SCFAs的产生。

文中主要图片说明

图1.(A)花青素和P3G提取物的高效液相色谱图和(B)P3G的质谱图。

图2.(A)体重;(B)饲料数量;(C)固体粪便重量;(D)DAI得分;(E)结肠长度;(F)结肠长度的照片(每组一个代表性结肠)。

图3. P3G或ACN对血清中炎性细胞因子表达的影响。(A)TNF-α; (B)IL-1β; (C)IL-6; (D)IFN-γ; (E)LPS; (F)MCP-1;(G)PGE2。

图4. A.通过显微镜显示用苏木精和曙红染色的结肠组织的组织切片:(a)NC组; (b)DSS小组; (c)P3G-DSS组; (d)ACN-DSS小组; (e)每组的结肠炎评分。B.对于4组,claudin-1,occludin和ZO-1的免疫荧光的代表性图像。紧密连接蛋白染成绿色,细胞核复染成蓝色。

图5. P3G或ACN对结肠中mRNA相对表达的影响。(A)iNOS;(B)COX-2; (C)TNF-α; (D)IL-6; (E)IL-1β; (F)IFN-γ; (G)MCP-1; (H)TLR-4; (I)NLRP-3; (J)ZO-1; (K)Occludin; (L)Caludin-1; (M)FFAR2; (N)FFAR3。

图6. P3G或ACN对SCFA产生的影响A,盲肠内容物; B,粪便; C,血清。

图7. P3G或ACN调节由DSS处理诱导的肠道微生物群组成。(A)Shannon指数代表的α多样性的比较;(B)基于OTU水平的肠道微生物群落的PCA;(C)门水平微生物组成的柱状图;(D)拟杆菌门的相对丰度;(E)厚壁菌门的相对丰度;(F)放线菌门的相对丰度;(G)厚壁菌门与拟杆菌门的比例。

图8. A. 根据LEfSe分析,通过DSS,P3G或ACN干预改变肠道微生物群组成(a)线性判别分析(LDA);(b)热图显示基于LDA的不同组中85个OTU的相对丰度;(c)由DSS或花青素干预引起的OTU方向的改变。(d)OTU代表细菌分类群信息(门,科,属和种)。B. 通过Spearman相关分析,通过花青素干预与IBD参数逆转的15个OTU的相关性。(a)热图显示相关系数的值。(b)OTU代表细菌分类群信息(门,科,属和物种)。

图9. 通过PICRUSt预测花青素对微生物群落功能的影响。





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