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龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)是我国传统的、药食两用的海藻,它含有丰富的碳水化合物、蛋白质、维生素等营养物质,其中多糖类物质是其重要的活性成分之一。本课题组前期研究结果显示,柠檬酸提取法制备的龙须菜多糖得率高,分子量小,具有降血糖、抗光老化、调节脂质代谢等生理活性。因此,本论文将采用酸提法制备龙须菜多糖(SP),对其化学组成进行测定;利用体外模拟胃肠道消化和结肠发酵实验探究龙须菜多糖被机体吸收利用的情况,以及对肠道菌群的调节作用;利用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结肠炎小鼠模型研究龙须菜多糖对结肠炎的预防作用,并结合实时定量PCR(RT-q PCR)、气相色谱(GC)和高通量测序等方法,探究了龙须菜多糖预防结肠炎的作用机理。本研究将为龙须菜多糖的进一步开发利用奠定基础。主要研究结果如下:(1)通过柠檬酸提取法制备得到龙须菜多糖,其总糖含量为59.93±1.31%,其中糖醛酸含量为13.32±0.82%,半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖、岩藻糖和阿拉伯糖等7种单糖的含量分别为71.78%、13.48%、7.92%、4.23%、1.45%和1.14%。此外,蛋白质含量为1.72±0.29%,硫酸基含量为29.82±0.13%。它的微观结构紧密,表面有少许凹坑。多糖的平均分子量为21.06 k Da,除含有12.32±0.11%的S元素外,它还含有Na、Ca、K和Mg等4种矿物质元素。(1→3)糖苷键的含量为86%,(1→)或(1→6)糖苷键和(1→2)或(1→4)糖苷键分别占比11.4%和2.6%。因此,龙须菜多糖是一种以(1→3)糖苷键连接的、以半乳糖和葡萄糖为主的硫酸多糖。(2)在体外模拟消化过程中,龙须菜多糖仅发生少量降解,相对分子量从22.38±0.57 k Da降至21.97±0.01 k Da,还原糖含量从0.027±0.001升至0.237±0.070 mg/m L。在体外发酵过程中,它可以降低发酵液p H值,促进短链脂肪酸(SCFA)的产生。多糖的微生物利用率约为53.7%,它可以促进有益菌的生长,在维持菌群丰富度的同时保持菌群的多样性,短时间内更有利于菌群结构的稳态。研究发现,龙须菜多糖主要被Parabacteroides distasonis、Parabacteroides＿merdae、Sutterella wadsworthensis、Phascolarctobacterium、Lachnospiraceae＿UCG-004、Desulfovibrio、Bacteroides等菌群降解和利用。此外,龙须菜多糖还影响了粪便微生物的元基因组特征。(3)在DSS诱导的结肠炎动物模型中,经过4周的龙须菜多糖灌胃,模型小鼠体重、食欲下降的情况有所缓解,结肠缩短和水肿的现象得到改善;血清中内毒素(ET)和内毒素结合蛋白(LBP)的含量降低,说明多糖维持了肠道的通透性;结肠内炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β的含量和髓过氧化物酶(MPO)的酶活降低,说明多糖缓解了炎症反应,降低了结肠的损伤;结肠内紧密连接蛋白Claudin-1、ZO-1和粘液素MUC-2的表达增加,说明多糖保护了结肠上皮细胞间的连接,增强了肠道屏障功能。因此,龙须菜多糖对DSS诱导的结肠炎具有预防功效。(4)通过结合RT-q PCR、GC和高通量测序技术等,探究了龙须菜多糖预防结肠炎的作用机理。结果显示,多糖可能通过多个途径缓解DSS诱导的结肠炎损伤,包括:下调结肠内炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β的表达,减轻炎症反应;上调紧密连接蛋白Claudin-1、ZO-1和粘液素MUC-2的表达,增强肠道机械屏障;促进SCFA的产生,激活相应的受体GPR43、Olfr78和GPR109A,发挥免疫调节作用;缓解小鼠肠道菌群的紊乱,使菌群结构更加趋于正常化;提高Enterorhabdus、Desulfovibrio、Alistipes、Bacteroides acidifaciens等菌属的相对丰度,调节肠道菌群的组成,增强肠道生物屏障功能,从而发挥预防结肠炎的功效。