人参多糖对肠道微生态及肠黏膜免疫作用的研究

来源: 未知 作者:paper 发布时间: 2020-04-20 19:14
论文地区:中国 论文语言:中文 论文类型:医学论文
第一篇文献综述 第一章 植物多糖对肠道微生态的作用研究进展 随着微生态学的兴起,人们逐渐认识到肠道微生物在人体中的重要性。据报道,人类 的肠道菌种数目众多,主要归属为厚
第一篇文献综述
第一章 植物多糖对肠道微生态的作用研究进展
随着微生态学的兴起,人们逐渐认识到肠道微生物在人体中的重要性。据报道,人类 的肠道菌种数目众多,主要归属为厚壁菌门和拟杆菌门,其数量高达1013〜1014个丄刀。这 些细菌参与机体的代谢营养、屏障保护、免疫调节等生命活动。正常条件下,它们彼此相 互依存,相互制约,形成一个动态的微生态平衡,使人体处于健康状态。而一旦有其他因 素刺激,如基因突变、环境饮食的改变、精神压力的增大或服用抗生素、激素等药物巴 就会导致菌群失调,引发多种疾病。目前证实和肠道菌群相关的疾病包括神经系统疾病、 精神疾病、呼吸系统疾病、心血管疾病、胃肠道疾病等⑷,并在相关机制方面取得了一定 进展。佛罗里达大学的研究学者发现焦虑及抑郁患者的血浆LPS显著增加,连蛋白及脂 肪酸结合蛋白・2 (FABP2,两者均可作为肠道菌群失调及肠道屏障通透性增加的生物标记 物)显著升高,从而得出焦虑与抑郁可能与肠道失调及肠道屏障完整性受损相关⑸; Timothy R. Sampson等⑹在《Cell》上发表文章认为肠道中特定种类微生物的分泌物会与a- 突触核蛋白(aSyn) “携手”导致帕金森的发病。
为了维持肠道菌群的平衡状态,使机体处于健康水平,相应的微生态调节剂应时而生。 微生态调节剂或称为微生态制剂巴是根据微生态学原理,调整微生态失调,保持微生态 平衡,利用对宿主有益无害的正常微生物成员或其促进物质形成的制剂,可提高宿主(动 物、植物和人)健康水平。中草药用来治疗和预防肠道疾病有着悠久的历史,近年来的研 究证实,某些中草药或复方制剂可以在一定程度上调节肠道的微生态平衡。多糖是中草药 中重要的组成成分,在中草药发挥疗效的过程中起着不可或缺的作用⑻引。基于以上现状, 本文对中草药中的植物多糖作为微生态调节剂的研究现状、作用机制以及研究方法进行了 总结,为相关理论研究提供参考资料。
1.1植物多糖作为微生态调节剂的研究概况
多糖是由10个以上单糖通过糖昔键连接而成的多聚物,在植物、动物、微生物和藻 类中广泛存在,它不仅是生物体重要的营养物质,也在生物体的生命活动中发挥重要的作 用,与蛋白质、脂质、核昔酸并称为生物体中最重要的四种生物大分子。多糖按照来源大 致可以分为五类:植物多糖、动物多糖、藻类地衣多糖、真菌类多糖、细菌类多糖。现代 科学研究表明,多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、防衰老、降血糖、降血脂等多种活 性口",特别是植物多糖,因来源广泛、毒副作用小、疗效持久而备受关注。一些植物多糖 如淀粉、纤维素、果胶等,早已作为食品或食品添加剂走进了人们的日常生活中。
早前,人们对中药中的活性物质进行研究时,常常忽略其中的多糖成分,认为其无活 性。直到上世纪50年代,发现真菌多糖具有免疫调节作用,自此开始了对多糖结构与功 能的探究。80年代以后,人们逐渐认识到植物多糖的其他特点,如药理活性多样、安全 性高等,相应的机制与构效关系研究也备受科研工作者的关注。
已有研究证明,植物多糖如决明子多糖、枸杞多糖、石斛多糖等对肠道微生态有一定 的调节作用(表1・1) O在这些研究中,将植物多糖作为微生态制剂添加到饲料中的研究 较多,如一定剂量的多糖能够对肠道菌群失调的或患结肠炎的小鸡、仔猪等动物的肠道菌 群进行调节,使肠道微生态恢复到正常水平,或能提高机体抗氧化能力和免疫功能等。其 中,多糖所用的剂量不同,所产生的效果也不同。张树和2在对大豆多糖的研究中发现, 在BS培养基中添加5%大豆多糖有益于长双歧杆菌的生长,而2%的添加量作用效果较弱。
第二章人参多糖药理活性研究进展
人参为五加科植物人参QPanax ginseng C.A.Meyer)的干燥根和根茎,是我国名贵中 药之一,应用历史悠久。吉林省长白山地区气候冷凉、地理环境优越、物种资源丰富,非 常适宜人参的生长,是我国人参的主产区。自古以来,人参一直是滋补强身、扶正固本、 轻身延年的上品,李时珍的《本草纲目》中记载“人参,味甘微苦而性温,入脾、肺经; 具补益强壮,补气固脱,补肺健脾之功效”。人参不仅作为一种名贵中药材,在2002年, 人参被国家卫计委正式列入保健食品原料目录,2012年被纳入新资源食品行列,这些举 措加快了人参产品的开发利用。
人参中含有多种有效活性成分,如皂昔、多肽、挥发油和多糖等,其中,皂昔一直被 认为是其发挥药理活性的主要成分。但越来越多的研究表明,多糖对人参药用价值的发挥 也起着不可或缺的作用。现代生物学和医学研究发现,人参多糖具有多样的生物活性和药 理作用,如抗肿瘤、抗氧化、抗抑郁、提高免疫力等。对人参多糖的深入研究对人参产品 的开发利用起着非常重要的作用。
2.1免疫调节作用
免疫调节作用是人参多糖重要的作用之一。佟彤等的研究阴便应用了环磷酰胺免疫抑 制模型造成机体免疫力下降,进而考察人参多糖的免疫调节效果。结果表明人参多糖可以 逆转环磷酰胺造成的CD4+/CD8+T细胞比例的变化,具有免疫调节功效。孙加节等岚的 研究发现,在仔猪饲料中添加一定剂量的人参多糖,可以显著提高仔猪血清中PCV2抗体 水平,促进仔猪血液白细胞中TNF-a和IL-6的mRNA的表达,进而提高仔猪免疫力、促 进仔猪的生长。人参多糖在临床上也有一定应用。在对80例创伤性脓毒症患者的一项研 究中发现,在对患者进行常规治疗的同时,联合使用人参多糖,可有效改善患者的免疫功 能,提高CD4+细胞分数、CD4+/CD8+比值等,并能抑制或减轻炎性反应・ 此外,刘春 红等研究表明岚,植物乳杆菌与人参多糖联合使用具有免疫调节功效,且效果优于人参多 糖单独作用,这也给人参多糖的开发提供了一个新的思路。
2. 2抗肿瘤作用
人参根中多糖含量约为10%,其中约75%为中性多糖,25%为酸性多糖。中性和酸性 多糖均能够刺激B细胞和T细胞的增殖丽,但两种多糖的抗肿瘤活性有所不同,水溶性 酸性多糖(1万〜15万Da分子量)被认为比中性多糖活性更强削。在Fan等皿的研究中, 人参果胶类物质(酸性多糖)比人参淀粉样葡聚糖(中性多糖)具有更好地抑制癌细胞迁 移的效果,这可能是果胶中的RG-I和HG结构域协同作用的结果。
人参多糖还可通过抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡及抑制肿瘤转移等途径而发 挥抗肿瘤作用。Ni等发现昭从人参根中提取分离的人参中性糖在钟形剂量反应曲线中, 可单独抑制S180肿瘤生长,与5・FU联合具有协同作用。黄靓等悶研究发现人参多糖注射 液可通过促进胃癌细胞SGC-7901凋亡蛋白的表达,抑制抗凋亡蛋白的表达,促进癌细胞 凋亡,并呈现剂量及时间依赖性。蔡建平等崗的研究证实,一种从人参根中得到的人参多 糖 PGPW1 通过下调人胃癌细胞株 HGG27 中 Twist、AKR1C2、NF1> E-cadherin> vimentin> N-cadherin的表达,降低胃癌细胞的迁移和侵袭。综上所述,人参多糖可以从多角度发挥 抗肿瘤活性,是一种治疗癌症的良好化学药物或佐剂。
第二篇研究内容
第一章人参多糖样品的制备
多糖作为人参重要的活性成分,提取方法有许多种,其中热水煮提的方式简单易行, 且相对温和,可较大程度地保持多糖原有的结构特征。因此本论文选用水提醇沉的方式提 取人参总多糖(Wate「soluble ginseng polysaccharides, WGP)。常用的纯化方法有分级沉 淀法、季鞍盐沉淀法、盐析法、超滤分级法、柱层析法等。不同的分级方法得到的多糖结 构。性质也有所不同。本论文对得到的总多糖用DEAE-Sepharose Fastflow层析柱分级纯 化,制备得到人参中性糖(Wate—soluble ginseng neutral polysaccharides fraction, WGPN) 和人参酸性糖(Wate「soluble ginseng acidic polysaccharides fraction, WGPA)。
第二章人参多糖对抗生素相关性腹泻小鼠的肠道菌群的影响
动物的肠道中栖息着大量微生物,它们可以与机体交换物质和信息,参与宿主的代谢, 并从生理上调节重要化学物质的转化,以维持机体的正常运行6^。通常,肠道菌群与 机体之间保持相对平衡的关系,一旦平衡被打破,肠道菌群失调,就会引起各种疾病阴。 抗生素相关性腹泻(antibiotic associated diarrhea, A AD)是指伴随着抗生素的使用而发 生的无法用其他原因所解释的腹泻阴。AAD不仅会加重危重患者的病情,而且会增加死亡 率,给家庭和社会带来沉重的负担期。肠道菌群失调是AAD的一个重要特征跖。目前治疗 AAD的方法有很多,但大多为益生菌制剂,如嗜酸乳杆菌、保加利亚乳杆菌、长双歧杆菌、 屎肠球菌和肉芽肿酵母菌等,虽然显示了很好的疗效,但存在着易失活、不易保存等特点。 因此,寻找疗效稳定、存储周期长的益生元类化合物是当前研究的一个热点和重点。
本文通过建立盐酸林可霉素致肠道菌群失调小鼠模型,采用16S rRNA高通量测序分 析方法,研究人参多糖及其子级份对肠道菌群组成和多样性的影响,为人参多糖的应用研 究提供数据基础。
第三章 人参多糖对炎症性肠病大鼠肠道微生态和肠黏膜免疫
的作用
炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一类发病率高,但致病机理尚不明 确的多因子共作胃肠道慢性疾病,主要包括克罗恩病(CD)和溃疡性结肠炎(UC)。IBD 患者会产生一系列的炎性反应,如腹泻、呕吐、腹痛,体重急速下降,大便中含血和/或 脓等,十分痛苦。因此,寻找疗效确切、安全的IBD治疗药物一直是科研工作者们关注的 热点。
据报道,许多因素与IBD的发生发展有关阴。研究表明mi00], IBD患者的肠道菌群 结构会发生显著变化,同时,肠道菌群能够通过作用于代谢物来调节结肠的微生态环境, 影响机体的信号通路、免疫细胞因子等。机体在健康状态时促炎因子与抗炎因子水平保持 平衡,一旦平衡在胃肠道系统中被破坏,就会导致肠黏膜组织的物理损伤。而完整的肠黏 膜屏障对于抵御微生物的入侵至关重要,因此该系统的损伤可能会对肠道内容物的隔离、 营养吸收等产生不良影响,甚至危及生命:10t 102:o
应用人单克隆抗体和重组细胞因子的方法治疗IBD已取得良好的效果;然而,由于成 本高、副作用大,在临床上的应用收到了限制口附。除此之外,目前批准用于UC的药物, 如抗生素、氨基水杨酸盐和糖皮质激素等,具有严重的副作用口知。天然活性提取物来源 广泛、毒副作用小,或可成为更安全、更有效的替代品。多糖作为一种生物活性大分子, 目前也有诸多报道来源天然植物的多糖对肠道健康有益,如黄罠多糖可通过抑制NF-kB 的活化改善DSS诱导的结肠炎口阴。因此植物多糖或可作为一种潜在的治疗或辅助治疗IBD 的活性成分。
人参多糖具有一定的免疫调节作用,并能够调节肠道微生态多样性。推测人参多糖对 IBD有一些积极的治疗的作用。因此,通过建立硫酸葡聚糖钠(Dextran sulfate sodium, DSS) 诱导的IBD大鼠模型,分别给大鼠灌胃WGP、WGPN和WGPA,采用观察记录疾病活动 指数(Disease activity index, DAI)、组织病理学、实时定量PCR、免疫印迹法(Western Blot, WB)等方法,研究人参多糖及其子级份对IBD大鼠生理状态、肠黏膜结构、细胞因子表 达水平及相关蛋白表达的影响;采用高通量测序技术,研究人参多糖及其子级份对IBD大 鼠的新鲜粪便中菌群多样性及结构的影响;并采用气相色谱法测定大鼠粪便中菌群代谢产 物短链脂肪酸的含量。本研究分析了人参多糖对IBD的缓解作用,以期为IBD的治疗和 预防提供新思路,为人参多糖的应用提供技术支持。



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