肠道微生物介导的云芝糖肽抗肥胖作用及分子机制研究

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云芝(Coriolus versicolor)是我国传统的、具有药用价值的食用真菌之一,其主要活性成分是云芝糖肽,即多糖与蛋白质或肽相连而成。近年来国内外对云芝糖肽的研究主要提取于云芝的菌丝体发酵液,研究结果表明云芝糖肽具有保护肝脏、调节免疫、抗肿瘤的作用。但对于从云芝子实体提取的云芝糖肽却鲜有报道,而且云芝糖肽对肥胖的报道并不多见。因此,本课题对云芝糖肽的抗肥胖作用及其机制进行深入研究。首先,本课题从云芝的子实体经热水煎煮、乙醇沉淀、阴离子交换树脂极性分离,凝胶尺寸排阻纯化,得到均一云芝糖肽命名为PBG,并分析了其分子量、单糖组成、氨基酸组成、甲基化、红外光谱,结合一维核磁和二维核磁对其进行化学结构鉴定。结果表明PBG主链链接主要由1,4和1,3-β-链接的葡聚糖组成,而支链通过O-6键连接在主链上。氨基酸部分组成主要为丙氨酸,蛋氨酸,组氨酸,酪氨酸,天冬氨酸,色氨酸,赖氨酸。其次,通过考察肥胖小鼠的脂肪分布、脂肪含量、肥胖相关血清指标、炎症因子及肠道屏障蛋白的变化,分析了PBG对小鼠肥胖的调节作用。实验结果表明PBG不仅能够减轻小鼠体重、抑制脂肪堆积、降低血清甘油三酯、游离总胆汁酸、瘦素、TNF-α,IL-1β,IL-17A和IL-6的含量,提高脂联素含量。上调紧密连接蛋白的表达,增强肠道的屏障作用进而减少LPS进入外周血液,降低LPS诱导的炎症。随后,对PBG干预的高脂饮食诱导肥胖小鼠的肠道微生物进行16s r RNA测定,收集小鼠粪便进行粪便移植等实验,表明高脂饮食可以诱导小鼠肥胖产生,促进厚壁菌门与拟杆菌门的比例(F/B)上调,说明PBG并不能通过下调F/B的比率而发挥抗肥胖作用,但PBG具有控制内毒素LPS来源菌脱硫菌属和变形菌纲的含量,进而抑制内毒素LPS的生成。更重要的是具有特异性促进益生菌阿克曼菌(Akkermansia)的含量,进而发挥减肥作用。紧接着,采用体外发酵实验和转录组测序技术分析PBG促进阿克曼菌定植的机制。PBG并不能直接促进阿克曼菌生长,而是通过改善肠道环境,加强宿主的脂代谢,通过花生四烯酸代谢,亚油酸代谢,醚脂代谢糖脂代谢,胆酸分泌信号通路等,进而发挥减肥作用和促进益生菌生长的作用。最后,构建肥胖肿瘤模型,考察PBG对模型鼠肠道微生物中的阿克曼菌介导抗肿瘤抗肥胖的作用进行分析。PBG联合5-氟尿嘧啶具有显著抑制肿瘤的作用。与5-FU组对比,5-FU+PBG组显著性提高阿克曼菌的含量,表明PBG在联合用药组中,具有抗肿瘤活性,同时通过提高阿克曼菌的含量来发挥减肥效果。对肿瘤肥胖模型小鼠前期,阿克曼菌发挥显著的抑制肿瘤生长的作用;后期虽然抑制肿瘤作用,但是没有前期效果显著。综上所述,在联合用药过程中,PBG通过介导肠道微生物中的阿克曼菌,发挥抗肿瘤和抗肥胖的药理作用。本课题通过对云芝子实体糖肽的研究,确定了PBG通过介导肠道微生物发挥作用及其作用机制,为云芝的研究产品开发提供方向参考,进而为改善肥胖的保健品和临床抗肿瘤辅助治疗药物新应用提供重要的科学依据。
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