絞股藍種子油通過調節腸道菌群緩解小鼠2型糖尿病的實驗研究

【摘要】：2型糖尿病(Type2 diabetes mellitus,T2DM)正在全球范圍內呈現不斷上升的趨勢,嚴重危害人類健康。不管是患者還是社會醫療保障系統,都為此付出了不菲的醫療支出。近年來,大量文獻報道腸道菌群在糖尿病的發病機制中起著重要的作用。隨著腸道菌群測序和全基因組關聯研究的應用,腸道菌群在T2DM發病機制中的作用得到進一步的證實。鑒于腸道菌群在糖尿病發病機理中的重要作用,通過某種干預措施調節機體腸道菌群結構以減輕T2DM癥狀已成為研究的熱點。本課題前期研究表明,絞股藍種子油(Gynostemmapentaphyllum seed oil,GPSO)可以通過調節葡萄糖和脂質代謝改善高脂飲食小鼠的胰島素抵抗。GPSO中的主要成分α-酮酸為最常見的共軛亞麻酸(Conjugated linolenic acid,CLnA),CLnA在人體內經過代謝生成共軛亞油酸(Conjugated linoleic acid,CLA)。有研究表明,CLA可以調節小鼠的腸道菌群活性,因此機體的腸道菌群可能是GPSO作用的重要位點之一。目前尚無關于GPSO對腸道菌群影響的探究,本文追蹤腸道菌群的最新研究動態,擬通過GPSO影響腸道菌群生物屬性,初步探討GPSO治療T2DM的新路徑。在本研究中,首先通過在體實驗證實GPSO能夠影響小鼠的腸道菌群環境,可優化健康小鼠的腸道菌群結構,又經糞菌移植(Fecal microbiota transplantation,FMT)實驗表明GPSO可以通過影響腸道菌群來改善小鼠的糖尿病癥狀。研究獲得的主要結果如下:1.GPSO對健康小鼠機體功能及腸道菌群的影響GPSO干預健康小鼠8周后,處死小鼠留取相關標本檢測,收集結腸糞便進行測序。結果表明,和正常飲食組小鼠相比,不同劑量GPSO對小鼠體重和主要臟器的影響無差異。GPSO干預小鼠的腸道菌群中厚壁菌門(Firmicutes)比例增加,擬桿菌門(Bacteroidetes)比例降低。GPSOH組中的優桿菌屬(Eubacterium)為各實驗組腸道菌群之間具有顯著性差異的優勢菌群。2.GPSO改善T2DM小鼠癥狀的研究通過高脂飲食聯合鏈脲佐菌素誘導建立T2DM小鼠動物模型,分別用1 mL/kg和2 mL/kg劑量GPSO干預T2DM小鼠8周。檢測血糖、血清胰島素、口服葡萄糖耐量試驗、血脂四項、肝腎功能、回腸炎癥因子等指標,發現不同劑量GPSO作用無差異,均對T2DM小鼠的胰島素抵抗、糖脂代謝和靶器官受損具有明顯的改善作用,同時也能夠顯著降低腸道內炎癥和修復腸道屏障。3.GPSO通過FMT改善T2DM小鼠癥狀的研究利用FMT,將正常小鼠、T2DM小鼠及GPSO干預的T2DM小鼠的糞便分別移植給T2DM小鼠。在供體小鼠均為T2DM情況下,未經干預的供體小鼠糞便移植給受體T2DM小鼠(T_T組)后,表現出更嚴重的體重減輕,糖脂代謝紊亂以及肝腎損害。而GPSO干預的供體小鼠糞便移植給受體T2DM小鼠(NGH_T組、TGL_T組和TGH_T組)后,上述癥狀能夠被一定程度逆轉,且三組之間未觀察到明顯差異。4.GPSO和GPSO干預的FMT對T2DM小鼠腸道菌群影響研究對FMT前后兩部分實驗的小鼠腸道菌群進行了測序分析。T2DM小鼠腸道菌群門水平的厚壁菌門(Firmicutes)比例下降,擬桿菌門(Bacteroidetes)比例上升,屬水平的乳酸菌屬(Lactobacillus)比例下降,而GPSO的干預能夠一定程度逆轉上述趨勢。通過FMT,T2DM小鼠的菌群紊亂和GPSO干預T2DM小鼠的菌群優化均能轉移給受體T2DM小鼠,即FMT可以轉移腸道微生物群的特征。研究發現了腸道菌群失調在T2DM進展中的作用,而GPSO可以通過影響腸道菌群來緩解T2DM癥狀。結論:本實驗研究結果初步證實GPSO可以通過影響腸道菌群來緩解小鼠的T2DM,并通過FMT方法進行了驗證。不同劑量(1 mL/kg和2 mL/kg)的GPSO效果之間幾乎沒有差異,在某些方面GPSO作用可能優于二甲雙胍(比如對T2DM小鼠腸道菌群中Firmicutes和Bacteroidetes比例和Lactobacillus豐度調節等)。因此,GPSO有望在T2DM的臨床治療中發揮進一步作用。