《食品科学》：西南大学丁晓雯教授等：桑叶生物碱对D-半乳糖诱导小鼠肠道菌群紊乱的调节作用

　　肠道是黏膜屏障和营养物质消化吸收的主要场所，也是机体应激反应的中心器官，因此更易受到不恰当的饮食、药物、体内毒素和代谢产物等的刺激发生氧化应激。大量研究证实，在氧化应激相关的疾病如肥胖、糖尿病及阿尔茨海默病中，肠道菌群的丰度及多样性下降，核心菌群发生改变，有害菌的丰度增加，而有益菌的繁殖则受到抑制。因此，寻找有效的抗氧化剂对恢复氧化应激导致的肠道菌群结构失衡，从而维持菌群的正常功能并预防相关疾病的发生具有重要意义。

　　桑叶生物碱是从桑叶中分离纯化得到的，以1-脱氧野尻霉素（DNJ）为主的哌啶烷类生物碱是一种高效的天然抗氧化剂，可以有效清除自由基，维持机体氧化-抗氧化系统的动态平衡。西南大学食品科学学院的贺 燕、丁晓雯*等人采用D-半乳糖（D-Gal）诱导建立氧化应激模型，通过高通量测序技术分析桑叶生物碱对实验小鼠肠道菌群的调节作用，为肠道菌群结构紊乱所致相关疾病的预防与治疗提供参考，也有助于蚕桑这一传统产业的多元化发展。

　　1、桑叶生物碱对小鼠小肠组织中ROS水平的影响

　　由图1可知，与正常组相比，模型组小鼠小肠组织中ROS水平增加了47.15%（P＜0.05），表明注射D-Gal可能使小鼠小肠发生了氧化应激反应。与模型组相比，阳性对照组中ROS降低了33.74%（P＜0.05），与正常组无显著差异（P＞0.05），表明灌胃GSH能有效降低肠道组织中ROS水平。低、中、高剂量的桑叶生物碱中ROS水平分别降低21.02%、28.64%、30.34%（P＜0.05），其中高剂量组的ROS能恢复至正常组水平，表明桑叶生物碱能有效清除小鼠肠道组织中的ROS，可能减弱肠道氧化应激反应。

　　2、桑叶生物碱对小鼠小肠组织中抗氧化剂的影响

　　由图2可知，与正常组相比，模型组小鼠小肠组织中SOD活力、Trx-1含量分别下降了38.19%、60.62%（P＜0.05），表明模型组小鼠小肠组织中抗氧化能力大大下降。与模型组相比，阳性对照组和桑叶生物碱高剂量组均能使SOD、Trx-1水平显著增加（P＜0.05），其中阳性对照组中SOD活力、Trx-1含量分别增加了56.25%、134.27%（P＜0.05）；桑叶生物碱低、中、高剂量组小鼠小肠组织中SOD活力分别增加了11.88%（P＞0.05）和28.87%、63.59%（P＜0.05），Trx-1含量分别增加了46.02%、69.61%、123.75%（P＜0.05）。

　　结果表明，实验剂量范围的桑叶生物碱能显著增加SOD活力及Trx-1含量，有效增强小肠组织中的抗氧化能力，其中高剂量桑叶生物碱能使SOD活力恢复到正常水平，但在实验时间和桑叶生物碱剂量范围内还不能使Trx-1恢复至正常组水平。

　　3、桑叶生物碱对实验小鼠肠道菌群的影响

　　01

　　样本中序列长度分布统计结果

　　如图3所示，样本的高质量数据长度在400～450 bp，在正常范围（300～500 bp）内，表明此次样本的测序质量合格。

　　02

　　肠道菌群物种多样性稀释曲线分析

　　Good’s coverage稀释曲线显示，随着测序深度的增加，曲线趋于平缓，且各组Good’s coverage均在0.9～1.0范围，提示测序深度已经基本能够涵盖样品中的菌种信息。Shannon-Wiener曲线是通过各样品的测序量在不同测序深度时的微生物多样性指数构建的曲线，能反映样品在不同测序数量时的微生物多样性。当曲线逐渐平坦时，说明此时的测序量足以反映样品中绝大多数的菌群信息。由图4可看出本研究中样本的测序量比较合理，可反映微生物群落中大多数物种的信息。

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　　桑叶生物碱对实验小鼠肠道菌群α多样性的影响

　　由表1可知，与正常组相比，模型组中Observed species、Chao1、Shannon指数均显著下降（P＜0.05），Simpson指数虽有下降但不显著（P＞0.05），表明D-Gal诱导下小鼠肠道微生物群物种数目减少，分布更加不均匀，多样性降低。与模型组相比，阳性对照组、桑叶生物碱高剂量组中Observed species、Chao1和Shannon指数均显著上升（P＜0.05），且与正常组相比无显著差异（P＞0.05）。

　　结果表明，GSH和桑叶生物碱能够抑制D-Gal诱导的小鼠肠道菌群丰度及多样性的降低。其中桑叶生物碱各剂量组间差异不显著（P＞0.05），且高剂量的桑叶生物碱作用效果最佳，能将Observed species、Chao1、Shannon指数均恢复至正常水平。

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　　桑叶生物碱对实验小鼠肠道菌群β多样性的影响

　　由图5可知，正常组和模型组间出现明显的分界线，表明D-Gal诱导下肠道菌群组成和结构发生了变化。阳性对照组和不同剂量的桑叶生物碱组均在一定程度上偏离模型组，向正常组靠近。说明灌胃阳性药物GSH和不同剂量的桑叶生物碱能在一定程度上改善模型小鼠盲肠内容物菌群的β多样性，以阳性对照组与桑叶生物碱高剂量组最为明显。结果表明，GSH和高剂量的桑叶生物碱能有效调整肠道菌群失衡，使之更接近于正常菌群。

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　　桑叶生物碱对实验小鼠肠道菌群门水平结构的影响

　　由图6、表2可知，各组小鼠的肠道菌群主要由厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroides）、变形菌门（Proteobacteria）、脱铁杆菌门（Deferribacteres）组成。正常组中厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、脱铁杆菌门相对丰度分别占47.05%、41.53%、6.14%、3.10%，厚壁菌门与拟杆菌门相对丰度的比值为1.133。与正常相比，模型组中厚壁菌门的相对丰度下降至22.00%，拟杆菌门、变形菌门、脱铁杆菌门的相对丰度分别显著上升至57.59%、10.25%、9.58%（P＜0.05），厚壁菌门与拟杆菌门相对丰度的比值下降至0.382（P＜0.05）。灌胃GSH和桑叶生物碱后，这一趋势得到逆转，其中以高剂量的桑叶生物碱效果最好。

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　　桑叶生物碱对实验小鼠肠道菌群属水平结构的影响

　　由图7、表3可知，与正常组相比，模型组小鼠肠道中Lachnospiraceae_NK4A136_group、螺杆菌属（Helicobacter）、Mucispirillum、拟杆菌属（Bacteroides）的相对丰度显著升高（P＜0.05），分别为16.66%、11.05%、8.42%、10.30%，乳杆菌属（Lactobacillus）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）的相对丰度显著降低（P＜0.05），分别为1.35%、0.48%，表明D-Gal诱导下，肠道中主要菌属的结构发生改变。与模型组相比，阳性对照和高剂量桑叶生物碱组中Lachnospiraceae_NK4A136_group、螺杆菌属、Mucispirillum的相对丰度分别显著降低至5.51%和3.04%、6.17%和7.94%、4.19%和4.96%（P＜0.05），乳杆菌属、双歧杆菌属的相对丰度分别显著升高至3.80%和5.89%、0.94%和0.93%（P＜0.05）。

　　结 论

　　本研究结果表明桑叶生物碱可以显著提高小鼠肠道菌群的丰度和多样性，促进潜在有益菌的生长，从而抑制潜在有害菌的增殖，从门、属水平上有效调节D-Gal诱导的小鼠肠道菌群结构的紊乱，其中以高剂量的桑叶生物碱作用效果最佳。桑叶生物碱对模型鼠肠道菌群的调节作用可能与其能够有效清除ROS、增加相关抗氧化物质的含量有关，具体机制有待深入研究。

　　本文《桑叶生物碱对D-半乳糖诱导小鼠肠道菌群紊乱的调节作用》来源于《食品科学》2022年43卷5期118-126页，作者：贺燕，黄先智，韦峥，郝麒麟，丁晓雯。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210313-176。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

　　修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

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