绞股蓝种子油通过调节肠道菌群缓解小鼠2型糖尿病的实验研究

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2型糖尿病(Type2 diabetes mellitus,T2DM)正在全球范围内呈现不断上升的趋势,严重危害人类健康。不管是患者还是社会医疗保障系统,都为此付出了不菲的医疗支出。近年来,大量文献报道肠道菌群在糖尿病的发病机制中起着重要的作用。随着肠道菌群测序和全基因组关联研究的应用,肠道菌群在T2DM发病机制中的作用得到进一步的证实。鉴于肠道菌群在糖尿病发病机理中的重要作用,通过某种干预措施调节机体肠道菌群结构以减轻T2DM症状已成为研究的热点。本课题前期研究表明,绞股蓝种子油(Gynostemmapentaphyllum seed oil,GPSO)可以通过调节葡萄糖和脂质代谢改善高脂饮食小鼠的胰岛素抵抗。GPSO中的主要成分α-酮酸为最常见的共轭亚麻酸(Conjugated linolenic acid,CLnA),CLnA在人体内经过代谢生成共轭亚油酸(Conjugated linoleic acid,CLA)。有研究表明,CLA可以调节小鼠的肠道菌群活性,因此机体的肠道菌群可能是GPSO作用的重要位点之一。目前尚无关于GPSO对肠道菌群影响的探究,本文追踪肠道菌群的最新研究动态,拟通过GPSO影响肠道菌群生物属性,初步探讨GPSO治疗T2DM的新路径。在本研究中,首先通过在体实验证实GPSO能够影响小鼠的肠道菌群环境,可优化健康小鼠的肠道菌群结构,又经粪菌移植(Fecal microbiota transplantation,FMT)实验表明GPSO可以通过影响肠道菌群来改善小鼠的糖尿病症状。研究获得的主要结果如下:1.GPSO对健康小鼠机体功能及肠道菌群的影响GPSO干预健康小鼠8周后,处死小鼠留取相关标本检测,收集结肠粪便进行测序。结果表明,和正常饮食组小鼠相比,不同剂量GPSO对小鼠体重和主要脏器的影响无差异。GPSO干预小鼠的肠道菌群中厚壁菌门(Firmicutes)比例增加,拟杆菌门(Bacteroidetes)比例降低。GPSOH组中的优杆菌属(Eubacterium)为各实验组肠道菌群之间具有显著性差异的优势菌群。2.GPSO改善T2DM小鼠症状的研究通过高脂饮食联合链脲佐菌素诱导建立T2DM小鼠动物模型,分别用1 mL/kg和2 mL/kg剂量GPSO干预T2DM小鼠8周。检测血糖、血清胰岛素、口服葡萄糖耐量试验、血脂四项、肝肾功能、回肠炎症因子等指标,发现不同剂量GPSO作用无差异,均对T2DM小鼠的胰岛素抵抗、糖脂代谢和靶器官受损具有明显的改善作用,同时也能够显著降低肠道内炎症和修复肠道屏障。3.GPSO通过FMT改善T2DM小鼠症状的研究利用FMT,将正常小鼠、T2DM小鼠及GPSO干预的T2DM小鼠的粪便分别移植给T2DM小鼠。在供体小鼠均为T2DM情况下,未经干预的供体小鼠粪便移植给受体T2DM小鼠(TT组)后,表现出更严重的体重减轻,糖脂代谢紊乱以及肝肾损害。而GPSO干预的供体小鼠粪便移植给受体T2DM小鼠(NGHT组、TGLT组和TGHT组)后,上述症状能够被一定程度逆转,且三组之间未观察到明显差异。4.GPSO和GPSO干预的FMT对T2DM小鼠肠道菌群影响研究对FMT前后两部分实验的小鼠肠道菌群进行了测序分析。T2DM小鼠肠道菌群门水平的厚壁菌门(Firmicutes)比例下降,拟杆菌门(Bacteroidetes)比例上升,属水平的乳酸菌属(Lactobacillus)比例下降,而GPSO的干预能够一定程度逆转上述趋势。通过FMT,T2DM小鼠的菌群紊乱和GPSO干预T2DM小鼠的菌群优化均能转移给受体T2DM小鼠,即FMT可以转移肠道微生物群的特征。研究发现了肠道菌群失调在T2DM进展中的作用,而GPSO可以通过影响肠道菌群来缓解T2DM症状。结论:本实验研究结果初步证实GPSO可以通过影响肠道菌群来缓解小鼠的T2DM,并通过FMT方法进行了验证。不同剂量(1 mL/kg和2 mL/kg)的GPSO效果之间几乎没有差异,在某些方面GPSO作用可能优于二甲双胍(比如对T2DM小鼠肠道菌群中Firmicutes和Bacteroidetes比例和Lactobacillus丰度调节等)。因此,GPSO有望在T2DM的临床治疗中发挥进一步作用。
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