摘要
本实验室前期实验发现粗壮脉纹孢菌（Neurospora crassa）发酵的豆渣中分离提取的多糖、低聚糖等功能性糖显著促进人体外粪便发酵模型中益生菌乳酸杆菌和双歧杆菌的增殖和活性，研究发现动物饲粮中添加色氨酸有利于缓解结肠炎，而色氨酸在肠道内主要被罗伊氏乳杆菌（L. reuteri）代谢产生芳香烃受体（AHR）的配体吲哚-3-乙醛，激活AHR产生IL-22发挥免疫调节作用，从而起到缓解结肠炎的作用。因此我们猜想发酵豆渣内的多糖或者低聚糖能够通过增加益生菌的丰度从而促进色氨酸代谢产生更多的 AHR配体，激活AHR信号通路，从而起到缓解结肠炎的作用。 本研究利用江西一种传统食品中分离出的一株高产纤维素酶的Neurospora crassa 发酵豆渣。发酵后的豆渣口感细腻，粗糙感降低，大部分纤维素被降解为多糖、低聚糖等功能性糖组分，但发酵豆渣中功能性糖对结肠炎的影响及其机理尚未见研究报道。因此，本论文首先研究色氨酸对结肠炎的影响以及其修复肠道屏障的机制；其次，探究发酵豆渣中多糖和低聚糖缓解结肠炎效果的初步探究；最后，通过腹腔注射 AHR、MLCK 抑制剂，以探究多糖通过色氨酸代谢影响结肠炎的机制，为豆渣的开发应用奠定理论依据，主要研究结果如下： 1. 通过葡聚糖硫酸钠建立结肠炎模型，从免疫、机械和生物屏障三个方面研究色氨酸处理前后结肠炎小鼠生理生化指标的变化，探究色氨酸对结肠炎的影响及其可能的机制。结果表明：色氨酸能有效减缓结肠炎小鼠体重减轻的现象，改善粪便形态，增加结肠长度，缓解脾肿大，促进结肠组织损伤的恢复。色氨酸可以通过肠道屏障的修复缓解结肠炎：色氨酸可以通过降低TNF-α的表达和增加IL-22的表达来改善肠道免疫屏障；色氨酸可以通过提高E-cadherin和Occludin的表达来修复肠道机械屏障；色氨酸可以通过增加两种有益细菌（ Lactobacillus 和 Akkermansia ），减少两种有害细菌（Bacteroides和Oscillospira）来修复肠道生物屏障。 2. 基于结肠炎模型，研究发酵豆渣提取的多糖和低聚糖对结肠炎的影响。实验结果发现发酵豆渣多糖可以降低 DAI 评分，修复肠道屏障，降低IL-1β，TNF-α，IL-6，升高 IL-22 的表达。其中，400 mg/kg 的多糖组的效果更为明显。不同剂量的低聚糖在缓解结肠炎方面也发挥着一定的作用，但整体效果不如多糖，且低聚糖在豆渣的含量较低，提取率也不高。 3. 通过从肠道免疫、机械、生物屏障，色氨酸肠道代谢产物分析以及通路相关蛋白表达情况等角度探讨了发酵豆渣多糖对结肠炎的影响及其机理。结果表明，发酵豆渣多糖能够修复隐窝结构，减少炎症浸润，降低IL-1β， IL-6炎症因子的表达。增加E-cadherin，Occludin,Claudin-1的表达，从而修复肠道机械屏障。增加肠道菌群物种的多样性，修复肠道生物屏障。发酵豆渣多糖可以显著增加血清内色氨酸代谢物 IAA，KA，I-3CA 的含量，粪便内Kyn的含量，他们可以作为AHR配体从而激活AHR信号通路。而AHR抑制剂组（CH-223191组）IL-1β，IL-6炎症因子水平显著增加，E-cadherin蛋白表达显著降低。MLCK 抑制剂（ML-7 组）IL-1β 炎症因子表达下降， E-cadherin，Claudin-1 蛋白表达显著升高。可知 AHR 抑制剂组结肠炎性状反而加重，MLCK抑制剂组结肠炎性状得到缓解，我们推测发酵豆渣多糖缓解结肠炎可能与激活AHR信号通路，同时抑制MLCK信号通路有关。 色氨酸可以通过修复肠道免疫、机械、生物屏障三个方面缓解结肠炎。发酵豆渣中提取的多糖通过产生更多AHR配体从而激活AHR信号通路抑制MLCK信号通路，修复肠道屏障以缓解结肠炎。这为动物饲粮中强化色氨酸以及发酵豆渣多糖在缓解结肠炎中的应用提供了理论依据。
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