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深入分析芦荟多糖减轻小鼠亚急性结肠炎的微生物组机制

CarbohydratePolymers(一区IF:7.)

背景

1、芦荟多糖APs是一种具有生物活性的大分子多糖。据报道，大多数大分子多糖不能在胃和小肠中完全消化，而可以被肠道微生物群部分或完全水解，因为肠道菌群可编码多种糖苷酶和蛋白质。芦荟多糖具有多种生物活性，如抗氧化，抗肥胖，抗癌和免疫调节作用。

2、炎性肠病是一种特发性肠道炎性疾病，包括溃疡性结肠炎和克罗恩氏病。溃疡性结肠炎通常在严重的情况下从结肠的远端部分发展到整个部分，并扩散到末端回肠。

3、肠道菌群在人类健康中起着至关重要的作用，包括调节宿主免疫力，维持肠道屏障完整性。因此，保持肠道微生物多样性和微生态平衡可能是调节宿主健康的重要策略。甘露聚糖的芦荟多糖可能是潜在的益生元，但其增强健康细菌，加速SCFAs的产生并改善宿主的健康的机制尚未清楚。

4、本研究旨在（1）阐明芦荟多糖对血清和结肠中生化指标的影响。（2）通过多重相关分析确定关键微生物；（3）通过结构方程模型（SEM）揭示生化变量与微生物之间的关系；（4）通过整合生物信息学数据库研究肠道微生物区系的代谢功能基因组学。

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成果介绍

方法及结果

1.芦荟多糖的制备

2.亚急性结肠炎小鼠模型的建立

3.小鼠血清、结肠生化指标检测

4.小鼠肠道SCFAs浓度测定

5.肠道菌群生物信息学分析

芦荟多糖对小鼠结肠的影响

芦荟多糖对小鼠肠道菌群的影响

小鼠肠道菌群的相关性分析

芦荟多糖中对小鼠肠道代谢的影响

研究结论

1、芦荟多糖有助于改善亚急性结肠炎小鼠的SCFAs产生，促进肠道环境酸化并调节炎症。芦荟多糖也增加了抗炎细胞因子和紧密连接蛋白的水平。

2、接受芦荟多糖处理的小鼠中肠埃希氏菌-志贺氏菌属的丰度降低，并且抑制肠道炎症菌（包括Akkermansia）的丰度也有所提高。同时，上述肠道菌是代谢芦荟多糖和调节肠道炎症的关键微生物。SCFAs代谢受下列菌属正调控：阿克曼（Akkermansia），Erysipelatoclostridium，LachnospiraceaeUCG-,Bradyrhizobium，和厌氧杆菌（Anaerostipes）。

3、六个酶基因的表达被下调，其中包括甘露糖磷酸转移酶系统（PTS）系统和半乳糖PTS系统。此外，芦荟多糖干预后，PTS系统中8个KO基因的表达明显降低。KEGG结果说明芦荟多糖可能通过抑制PTS中相关基因的表达而具有抗炎作用。

4、芦荟多糖可缓解小鼠结肠炎和屏障功能障碍。小鼠代谢芦荟多糖后，Akkermansia和Blautia丰度增加，?通过spearman分析，拟杆菌与乙酸，丙酸和炎性细胞因子显着相关。PICRUSt2和KEGG分析显示叶酸生物合成途径中的合酶和丙酮酸分别增加。KEGG代谢途径（PTS）中的基因下调，可能有助于减少促炎细胞因子。

该研究表明，芦荟多糖对亚急性结肠炎小鼠肠道微生态平衡具有有益作用，可以用作预防亚急性结肠炎的益生元。

参考文献

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