“肠道健康保护者”的潜力候选出现了

Post published:2021-12-29
Post category:引用文献解读 / 科研进展
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三种硫酸多糖纯化组分的化学组成
硫酸多糖的扫描电镜分析
硫酸多糖对IEC-6的细胞毒性
硫酸多糖对一氧化氮和炎症细胞因子产生的影响
硫酸多糖对炎症相关基因相对表达的影响
硫酸多糖对紧密连接相关基因相对表达的影响

炎症，是人体免疫系统在面对损伤、感染和压力时的保护反应，特征是白细胞增殖并从血液向组织迁移，并分泌一系列细胞因子（如TNF-α、IL-6、IL-1β等），这些细胞因子会在炎症发生部位大量积累。

肠道炎症通常发生在小肠和结肠，引发炎症性肠病(IBD)和肠易激综合征(IBS)等一系列肠道疾病。肠道炎症已被证实与肠道上皮屏障破坏有关。肠上皮屏障由肠上皮细胞和连接复合体组成，是抵抗外来物质入侵的一种机械屏障。肠屏障破坏增加了肠的通透性，极易引起肠黏膜炎症。

研究表明，龙须菜中的硫酸多糖（GLP）具有降血脂、调节免疫、调节肠道菌群、预防结肠炎等多种功能。但是，热水提取的龙须菜多糖溶解性较差，且具有较高的成胶性。先前的研究表明，使用UV/H2O2处理GLP可降低其粘度，提高其在脂多糖诱导的大鼠小肠上皮细胞（IEC-6）炎性模型中的抗炎活性。为了明确5-GLP的活性成分及其可能的抗炎机制，来自华南理工大学的研究团队使用UV/H2O2处理GLP，分离纯化降解产物5-GLP，得到了三种不同的组分，并对它们进行了表征。此外，该团队利用脂多糖诱导的IEC-6炎性模型，研究了硫酸多糖对肠道上皮屏障的保护作用。该项研究的成果于2021年11月被发表在Food Chemistry: X，标题为Structural characterization and protective effects of polysaccharide from Gracilaria lemaneiformis on LPS-induced injury in IEC-6 cells。本文就其主要研究结果进行简单的分享。

主要研究结果

三种硫酸多糖纯化组分的化学组成

研究团队利用DEAE Fast Flow阴离子交换层析将降解产物5-GLP分离纯化出来，得到三种不同的部分，分别是GLP-1.0 M、GLP-1.4 M以及GLP-1.6 M。紫外光谱分析表明，纯化的组分中含有少量的蛋白质和核酸。这意味着多糖和附着硫酸盐是三者的主要成分。另外，GLP-1.0 M、GLP-1.4 M和GLP-1.6 M的平均分子量分别为94.48 kDa、172.85 kDa和250.39 kDa。

硫酸多糖的扫描电镜分析

扫描电镜分析显示，GLP-1.0 M、GLP-1.4 M和GLP-1.6 M的表面形貌差异显著，GLP-1.0 M的微观结构为条状和片状。GLP-1.4 M呈大而光滑的薄片状，其中有部分条带，且其微观结构表面的平滑度与硫酸多糖的特性有关。GLP-1.6 M呈有大质量粒子和条带附着的厚片状。

硫酸多糖对IEC-6的细胞毒性

12.5-800 μg/mL的GLP-1.0M和GLP-1.4M在24 h内对IEC-6无明显毒性，而GLP-1.6M在＞400 μg/mL时对IEC-6有明显毒性。在后续的研究中，三种组分的使用剂量均设置为50、100和200 μg/mL。

硫酸多糖对一氧化氮和炎症细胞因子产生的影响

研究团队利用脂多糖诱导的IEC-6炎性模型，对4种多糖(GLP-1.0 MGLP-1.4 M、GLP-1.6 M和5-GLP)的抗炎活性进行分析。

与对照组相比，脂多糖的刺激使IEC-6中的一氧化氮（NO）、TNF-α、IL-6和IL-1β的生成量分别增加了50.65、8.57、2.04和1.29倍。

与IEC-6炎性模型组相比，多糖处理组NO和炎症细胞因子的产生均收到抑制。其中，GLP-1.6 M的体外抗炎活性最强。较高的硫酸基团含量可能是其活性较好的主要原因，葡萄糖残基分子量和相对含量较高可能是另一个原因。

硫酸多糖对炎症相关基因相对表达的影响

与对照组相比，脂多糖刺激使NO、TNF-α、IL-6、IL- 1β和TLR-4相关基因的表达分别提高32.88、12.07、9.98、6.16和0.28倍，抗炎细胞因子IL-10相关基因的表达降低0.83倍。

与IEC-6炎性模型组相比，GLP-1.6 M (200 μg/mL)对NO、TNF-α、IL-6、IL-1β和TLR-4的表达抑制率分别为89.05%、79.25%、54.69%、40.18%和38.46%，对IL-10的表达促进率为24.12倍。高剂量的GLP- 1.6 M改善炎症相关基因的表达，减轻肠道屏障损伤的作用最强。

硫酸多糖对紧密连接相关基因相对表达的影响

紧密连接在肠道上皮屏障中起着不可或缺的作用，若紧密连接水平较低则表明肠道上皮屏障被破坏。

与对照组相比，脂多糖的刺激使紧密连接相关基因MUC2和TJs (ZO-1、Occludin和Claudin-1)的表达率分别降低了30%、40.37%、87.12%和30.95%

与IEC-6炎性模型组相比，GLP-1.6 M能够显著上调MUC2和TJs的相对表达率，且呈剂量依赖关系。GLP-1.6 M(100和200μg/mL)分别使MUC2的表达上调1.06倍和1.53倍；GLP-1.6 M (200 μg/mL)也能使TJs (ZO-1、Occludin和Claudin-1)相对表达水平分别上调2.6、9.82和7.82倍。

上述结果表明，GLP-1.6 M可通过上调紧密连接相关基因MUC2、ZO-1、Occludin和Claudin-1的表达，显著减轻脂多糖诱导的肠道上皮屏障损伤，增强肠道上皮屏障保护能力。

综上所述，在脂多糖诱导的IEC-6炎性模型中，GLP-1.6 M可能通过下调NO、TLR-4和促炎细胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)的表达，上调抗炎细胞因子(IL-10)的表达来增强抗炎活性，显著减轻肠道上皮屏障的损伤，增强其保护能力。对食品和医药行业来说，在保护肠道健康方面，龙须菜多糖具有良好的应用前景。