FSHW | 魔芋/桑叶复配粉缓解OVA诱导的BALB/c小鼠变应性鼻炎

Introduction

变应性鼻炎（Allergic rhinitis；AR）是一个全球性的健康问题，其发病率相对较高且患病人数多，会导致鼻痒，鼻塞，流涕等症状，有些患者还会产生睡眠障碍、疲劳、情绪低落和认知功能受损等，这极大地损害了患者的生活质量并给社会和经济带来一定的负担。目前AR的主要治疗方式是药物治疗，例如服用抗组胺药、糖皮质激素、抗白三烯受体药等等，但是这些药物都只能暂时缓解鼻炎患者的临床症状，不能根治，并伴有一定的副作用。因此研究开发安全、无副作用，且能有效缓解或治疗AR的物质成为了研究的重点以及热点。

魔芋葡甘聚糖（konjac glucomanan，KGM）是一种从魔芋块茎中提取的天然高分子可溶性膳食纤维，具有降血糖，降血脂，抗肿瘤，减肥和增强免疫等功效。“微生物群落假说”表明，AR 和哮喘的流行与过去几十年的饮食变化高度相关，包括长期缺乏摄入膳食纤维。现已有研究显示在特应性皮炎的小鼠模型中饲喂粉碎的KGM可以预防皮肤炎症和下调体内IgE的产生，同时已有动物实验显示KGM可抑制经OVA鼻腔攻击导致的小鼠AR症状，具体表现为由KGM喂养的小鼠打喷嚏频率比对照组动物要低得多。研究还显示KGM具有能促进肠道短链脂肪酸产生的作用，而短链脂肪酸又在抑制炎性因子分泌中起着重要作用，例如丙酸可以减少过敏性气道炎小鼠肺部的IL-4、IL-5、IL-13等，迅速缓解机体炎症反应，改善症状。

桑叶粉（Mulberry Leaf powder），是桑科植物桑的干燥叶经粉碎过筛而得，具有抗高血糖、抗高脂血症、减肥、降压、抗氧化、抗炎作用等。已有研究表明桑叶通过调节NF-κB、AP-1、STAT3和PPAR信号通路具有抗炎作用。此外，桑叶含有许多生物活性化合物，如黄酮类、生物碱、多酚、多糖等，其中，黄酮和生物碱具有很强的抗炎活性。此外，桑葚果实中的酚类化合物可以下调NF-κB的结合和环氧化酶2（COX-2）的活性，并可以导致炎症介质的减少，如IL-6和TNF-α。

基于以前对桑叶和魔芋的研究，本文作者设想将桑叶粉与KGM 1：1混合在一起，在一定程度上去治疗或缓解鼻炎症状，造福鼻炎患者。目前 KGM/ 桑叶复配粉对AR的作用还未见报道。因此，本文通过建立AR小鼠模型，通过KGM/桑叶复配粉灌胃干预小鼠探讨复配粉对AR的疗效以及可能的调节机制。

Results and Discussion

鼻部症状观察结果

与空白组相比，其他五组在（模型组、复配粉高、中、低剂量组、氯雷他定组）的喷嚏次数明显增加，说明OVA致敏的小鼠与未致敏的小鼠相比，表现出了AR症状。与OVA模型组相比，复配粉高、中、低剂量组和氯雷他定组均明显降低，且随着复配粉剂量的增加，小鼠打喷嚏次数下降，说明复配粉能够在一定程度上有效地减少小鼠打喷嚏次数，氯雷他定则能明显地降低小鼠的过敏症状。

图1 治疗前后每组小鼠打喷嚏个数比较

与正常对照组相比，其余五组在治疗前的最后一次激发后5 min内小鼠挠鼻次数显著增加，提示造模成功。与OVA模型组相比，复配粉高、中、低剂量组和氯雷他定组均明显降低，且随着剂量的增加，小鼠挠鼻子次数下降，即表示复配物剂量越高，治疗效果越好。复配粉能够在一定程度上有效地减少小鼠挠鼻子次数，氯雷他定则能明显地降低小鼠的挠鼻子次数。

图2 治疗前后每组小鼠挠鼻子个数比较

治疗前，与正常对照组相比，其余五组行为学评分显著提高，且均大于5，表示造模成功，治疗后，高中低剂量组和氯雷他定组评分较模型组评分相比明显降低，表明复配粉高、中、低剂量组和氯雷他定组鼻炎情况得到明显改善，且随着复配物剂量的升高，鼻炎症状评分随之降低，表示治疗疗效存在剂量效应。但是复配粉组的效果都不如氯雷他定组效果好。

表1 桑叶粉/KGM复配粉对小鼠AR症状评分的影响

小鼠血清中组胺，OVA-sIgE，IL-4含量比较

人体若患上鼻炎，则体内的组胺含量会明显升高，组胺是表征鼻炎患病情况的重要指标之一。在本实验中，与OVA模型组相比，氯雷他定组和复配粉高、中、低剂量组小鼠血清中组胺含量降低。复配粉低剂量组与模型组相比组胺含量略有下降，但是差异不明显，作用较小。复配粉高、中剂量组与模型组相比组胺含量明显下降，作用较好。氯雷他定组与复配物高、中剂量组在统计学上有显著差异，即表示复配物虽然有能降低血清组胺的效果，但是不如药物的效果好。OVA-sIgE代表变应性鼻炎小鼠血清学特异性标志。与模型组相比，高剂量组和氯雷他定OVA-sIgE含量明显降低，表明药物与复配物高剂量组降低OVA-sIgE含量效果较为明显。现已有研究表明过敏性鼻炎患者体内血清中细胞因子IL-4显著升高，这会引起Th1/Th2平衡失调。与模型组相比，复配粉高、中剂量组和氯雷他定组IL-4含量显著降低，且随着复配粉剂量的升高，降低血清IL-4能力越强。

表2 每组小鼠的血清组胺、OVA-sIgE、IL-4含量

鼻黏膜组织病理观察以及嗜酸性粒细胞计数

光镜观察下，本试验部分动物鼻黏膜组织内上皮细胞出现变性或坏死、出血，黏膜及固有层内不同程度的炎细胞浸润及少量炎性坏死灶形成等一系列病理改变，空白组动物未见发生。与空白组相比，本试验模型组动物鼻黏膜损伤明显；与模型组相比，低剂量、中剂量组病变程度略微减轻，高剂量组和氯雷他定组病变程度明显减轻，提示高剂量组和氯雷他定组处理对变应性鼻炎模型动物鼻黏膜损伤有较为明显的治疗或改善效果，低剂量和中剂量可能有一定改善作用。

图3 各组鼻黏膜病理切片特征

表3 鼻黏膜的EOS计数和光镜观察记录表

小鼠盲肠内容物短链脂肪酸含量

复配粉中剂量组短链脂肪酸产量最高，其次是高剂量组，且中、高剂量组短链脂肪酸产量与空白对照组相比有显著性差异，其中高、中剂量组乙酸与空白对照组相比呈显著性上升，中剂量组丙酸、丁酸与空白对照组相比显著性上升。与空白对照组相比，氯雷他定组短链脂肪酸含量显著降低，其中乙酸降低最为明显，这表明氯雷他定可以减少短链脂肪酸的产生。肠道菌群对AR有很大的影响，今后仍然需要对肠道菌群及其对AR的影响进行更深入的研究。

表4 各组小鼠盲肠短链脂肪酸含量

Conclusion

本文报道了 KGM/ 桑叶复配粉对OVA诱导的小鼠可发挥抗AR的作用，改善其行为学症状，降低血清中HIS、OVA-sIgE和IL-4的水平以及EOS的数量，抑制鼻粘膜的组织病理学变化，增加肠道中SCFA的含量。这是首次发现魔芋和桑叶的复合粉可用于治疗AR，并且发现其抗炎机制与肠道菌群有关。此外，与传统药物相比，KGM/桑叶复配粉的优势在于不仅可以缓解AR的症状，而且没有可观察到的副作用，并且天然、健康、经济。但是，本实验的局限性在于没有对KGM/桑叶复配粉对AR小鼠肠道菌群的影响进行更深入的研究，这有待未来进一步的探索。

第一作者

张译匀，中国农业大学食品科学与营养工程学院2021级硕士研究生，本硕期间共发表论文5篇，以第一作者身份发表3篇，主持重庆市大学生创新创业训练计划项目1项，获实用新型专利和国家发明专利各一项。曾获国家奖学金、院长奖学金、西南大学一等奖学金、西南大学三好学生等荣誉。

通信作者

钟耕，西南大学教授、博士（后）、博士生导师。重庆市第二届学术技术带头人，重庆高校魔芋工程研究中心副主任，中国粮油学会玉米深加工分会理事。是国内外多个期刊审稿人，获得省部级科技成果及奖励10余项，发表文章300余篇。

Konjac-mulberry leaf compound powder alleviates OVA-induced allergic rhinitis in BALB/c mice

Yiyun Zhanga,b, Jinxing Wanga, Qi Zhanga, Liling Denga,c, Siyao Miaob,Geng Zhonga,d,*

a College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China

b WESTA College, Southwest University, Chongqing 400715, China

c Chongqing Institute of Biotechnology Co., Ltd., Chongqing 401121, China

d National Undergraduate Experimental Teaching Demonstration Center of Food Science and Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, China

*Corresponding author.

Abstract

According to the proportion of 1:1, konjac flour and mulberry leaf powder are compounded into a kind of dietary fiber source (KMCP). It is found to be good for anti-inflammation. However, its precise anti-allergic rhinitis effect and mechanism remain unknown. In our work, the effect of KMCP on allergic rhinitis (AR) induced by ovalbumin (OVA) was investigated. We found that the number of nasal rubbing and sneezing, the eosinophil (EOS) count in the nasal mucosa, and the serum levels of histamine (HIS), OVA-specific immunoglobulin E (OVA-sIgE) and interleukin-4 (IL-4) were decreased, and the histopathological changes of nasal mucosa were inhibited. Additionally, the experiments further proved that the KMCP treatment could exert substantial effects on short-chain fatty acids (SCFAs) metabolism in the cecum as well. Overall findings suggest that KMCP could suppress the inflammatory response in AR mice, and serve as a novel curative therapeutic for AR without side effects.

Reference:

ZHANG Y Y, WANG J X, ZHANG Q, et al. Konjac-mulberry leaf compound powder alleviates OVA-induced allergic rhinitis in BALB/c mice[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(5): 1674-1682. DOI:10.1016/j.fshw.2023.02.026.

文章编译内容由作者提供

编辑：梁安琪；责任编辑：张睿梅

封面图片来源：图虫创意

《食品科学》编辑部拟定于 2023年8月4-5日在 中国江苏 南京举办“第十届食品与生物学科高水平SCI论文撰写与投稿技巧研修班”，为期两天。欢迎您参加此次培训班。

长按或微信扫码了解详情报名

为进一步深入研究食品产业科技创新基础理论，保障食品质量与安全，研发具有营养和保健功能的食品，推动食品科学研究的进步，带动食品产业的技术创新，更好地保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志在成功召开前十届“食品科学国际年会”和四届“食品科学与人类健康国际研讨会”及二十余次食品专题研讨会的基础上，将与国际谷物科技协会（ICC）、南京农业大学、南京财经大学、南京师范大学、南京工业大学、东南大学、江苏省农业科学院、徐州工程学院、昆明理工大学于 2023年8月6-8日在 中国江苏南京共同举办“第十一届食品科学国际年会”。