骨质疏松是一种以骨量减少、骨组织微结构破坏、骨骼脆性增加和易发生骨折为特征的全身性疾病。随着我国社会和经济的发展,人口老龄化趋势日趋严峻,因骨脆性增加导致的骨质疏松及其骨折发病率的逐年上升,带来巨大的经济和社会健康负担,因此对于骨质疏松症患者的健康管理、预防骨质疏松症和延缓其骨折的发生显得十分重要。由于临床的药物治疗会引起一定的副作用,近年来无副作用的天然活性物越来越受到人们的亲睐。黄芪多糖（Astragalus polysaccharide,APS）是黄芪中最重要的天然活性成分,它是一种非淀粉多糖（不被小肠消化,会进入大肠与肠道菌相互作用）。有研究报道它具有抗骨质疏松的功效,但APS是如何从肠道发出信号而后对机体产生抗骨质疏松作用的研究尚未有见报道。本研究采用糖皮质激素法构建骨质疏松大鼠模型,通过喂食黄芪多糖进行体内干预,比较不同组别大鼠盲肠菌群的差异,分析黄芪多糖影响的关键细菌;收集结肠上皮组织,通过转录组和DNA甲基化组比较分析多糖对结肠上皮组织基因组和蛋白表达的影响,进一步探索了多糖改善骨质疏松的机制。研究结果显示:1)APS显著提高了骨质疏松（osteoporosis,OP）大鼠股骨的骨密度（p<0.05）,切片观察显示黄芪多糖可以明显改善骨微结构,骨形态计量学分析显示其增加了骨小梁面积、周长、厚度、数量,降低了骨小梁分离度（p<0.05）,显著降低了血清中破骨细胞分化的标志物抗酒石酸酸性磷酸酶（tartrate resistant acid phosphatase,ACP5）的含量（p<0.05）,显著降低了血清肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor,TNF-α）和白介素-2（interleukin-2,IL-2）的含量（p<0.05）。2)APS干预改变了OP大鼠肠道菌群的结构,各组共有31个属发生了显著改变,其中APS的干预显著增加了OP大鼠盲肠中c＿Bacteroidia,p＿Bacteroidetes,o＿Bacteroidales,f＿Prevotellaceae,o＿Corynebacteriales,g＿Corynebacterium＿1,f＿Corynebacteriaceae,c＿Actinobacteria,o＿Bacillales,f＿Staphylococcaceae,g＿Prevotellaceae＿UCG＿003,g＿Staphylococcus和g＿Allpprevotella;而黄芪多糖干预恢复了模型组改变的uncultured＿bacterium＿f＿Ruminococcaceae,Alloprevotella,Ruminococcaceae＿UCG-014,Blautia和Lactobacillus,并且具有剂量依赖关系。结果显示,这5个属的细菌可能是黄芪多糖影响OP大鼠的潜在关键细菌。3)OP大鼠和经过APS干预的OP大鼠的结肠上皮组织基因甲基化水平发生改变;与正常大鼠相比,骨质疏松大鼠甲基化水平降低,而APS处理升高了骨质疏松大鼠的甲基化水平。进一步研究显示,APS增加盲肠内容物中甲基供体S-腺苷甲硫氨酸、甜菜碱、VB12,叶酸的含量（p<0.05）。4)APS干预降低了OP大鼠结肠上皮组织Fosb基因的表达,降低了OP大鼠腿骨中破骨细胞分化通路中AP-1蛋白的产生;APS增加了OP大鼠结肠上皮组织钙信号通路中RYR,GPCR,BCR等蛋白的产生。总之,APS改变OP大鼠的肠道菌群结构,uncultured＿bacterium＿f＿Ruminococcaceae,Alloprevotella,Ruminococcaceae＿UCG-014,Blautia和Lactobacillus是其中的5个潜在关键细菌,这些细菌可能升高OP大鼠结肠上皮甲基化水平,改变结肠上皮基因表达水平,从而提高OP大鼠结肠上皮组织中破骨分化通路和钙通路的一些蛋白表达,促进肠道钙释放、并抑制破骨细胞分化。可见,APS通过抗炎、降低破骨细胞分化等多种途径发挥抗OP作用。