近年来,由于抗生素滥用、环境污染以及工作压力等因素,肠道菌群紊乱人群越来越多,进而导致细菌性与过敏性腹泻易感人群快速增加。
本文从红藻中提取和制备低分子量硫酸半乳聚糖,对其抗菌活性的构效关系及作用机理进行了研究,并在动物水平上进一步探讨肠道菌群调节与抑制细菌性、过敏性腹泻的关系。
主要研究结果如下:
.低分子量硫酸多糖的制备及构效关系研究。通过水提醇沉法从麒麟菜（Eucheumaserra）和龙须菜（Gracilarialemameiformis）中提取硫酸半乳聚糖,并采用EDTA离子螯合-超滤技术脱除金属离子;麒麟菜硫酸半乳聚糖（ESP）和龙须菜硫酸半乳聚糖（GSP）中的半乳糖含量分别为93.4%和93.5%,硫酸根含量分别为30.0%和5.4%,总灰分分别为8.2%和6.7%;2℃下降解h,ESP和GSP的粘度分别降到0.02dL/g和0.05dL/g。
傅里叶红外光谱分析表明,降解后的多糖在cm-、cm-具有硫酸基团、3,6-内醚半乳糖的特征吸收峰。以产*大肠杆菌（EnterotoxigenicEscherichiacoli,ETEC）K88为受试菌,分子量﹤6kDa的麒麟菜硫酸多糖（DESP）和龙须菜硫酸多糖（DGSP）的最低抑菌浓度（Minimalinhibitoryconcentration,MIC）分别为5.0mg/mL和25.0mg/mL;进一步采用阴离子交换树脂DEAE-cellulose52分级纯化,DESP与DGSP的MIC值可分别达到8.0mg/mL和0.0mg/mL。
2.低分子硫酸多糖的抑菌机理研究。分别以ETEC-K88、金*色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）和3种肠道益生菌为研究对象,探讨DESP与DGSP对不同肠道微生物的影响。结果表明,在25.0mg/mL的浓度下,DESP和DGSP对革兰氏阴性病原菌ETEC-K88的抑制率为00%,但对革兰氏阳性的金*色葡萄球菌、鼠李糖乳杆菌（Lactobacillusrhamnosus）、凝结芽孢杆菌（Bacilluscoagulans）、枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）的生长均无明显影响;采用2-AMAC荧光标记技术发现,DESP与DGSP均能够通过ETEC-K88细胞膜进入细胞内,破坏细胞膜的流动性和通透性;扫描电镜观察发现,DESP与DGSP使ETEC-K88细胞膜表面发生皱缩以及宿主细胞表面附着能力明显减弱。
3.低分子硫酸多糖对细菌性腹泻的影响。通过链霉素干扰肠道菌群的方式构建小鼠细菌性腹泻模型:ICR小鼠服用含有5g/L的链霉素水溶液36h后,肠道菌群发生紊乱,菌群中拟杆菌科（Bacteroidaceae）的比例上调,乳酸细菌科（Lactobacillaceae）、双歧杆菌科（Bifidobacteriaceae）破坏严重;紧接着给小鼠每天灌胃剂量为09CFU/kg的ETEC-K88,天后小鼠出现腹泻、发抖、被毛蜷缩等症状,解剖发现小鼠小肠绒毛破坏严重,肠道内肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、拟杆菌科细菌比例大幅增加,成为优势菌群。
采用低（50mg/kg）、中（00mg/kg）、高（mg/kg）剂量的DESP对正常小鼠连续灌胃7天（预防组）,DESP能够明显降低肠道菌群中拟杆菌科细菌的数量,提高普氏菌科（Rikenellaceae）、胃瘤菌科（Ruminococcaceae）、双歧杆菌科等细菌的丰度。继续给预防组小鼠灌胃ETEC-K88和DESP,3天后高剂量组小鼠血清IgA水平为.75ng/mL,显著（P﹤0.0）低于模型组的.83ng/mL;且肠道菌群中的肠杆菌科、拟杆菌科细菌的丰度明显低于模型组,而乳酸细菌科、双歧杆菌科细菌丰度接近正常菌群水平。
4.低分子硫酸多糖对过敏性腹泻的影响。以卵清蛋白（Ovalbumin,OVA）诱导的食物过敏模型中,小鼠血清IgE、IgA、mMCP-和TNF-α水平分别为.9ng/mL、8.3ng/mL、.8pg/mL、.5pg/mL,小肠绒毛末端溃烂,肠壁变薄,肠道微生物组成发生改变。
通过灌胃00mg/kg（低剂量）、mg/kg（中剂量）和mg/kg（高剂量）的DESP,均能有效缓解小鼠的过敏症状,减轻小鼠肠道炎症的发生,且高剂量组血清中IgE、IgA、mMCP-和TNF-α水平分别降到了.6ng/mL、.8ng/mL、22.6pg/mL、.3pg/mL。
从肠道菌群结构来看,致敏小鼠的肠道菌群中乳酸细菌科丰度上升,螺旋杆菌科比例显著下降;灌胃DESP后,仍然能够提高乳酸细菌科的比例,同时有效恢复螺旋杆菌科、毛螺杆菌科的丰度,降低S24-7比例。
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版权申明：图文来源于集美大学刘文强
《低分子红藻硫酸多糖制备及其对小鼠细菌性与过敏性腹泻的抑制作用》