低聚海藻酸钠和花青素-3-O-葡萄糖苷协同改善小鼠肠道屏障功能

肠道除了是消化和营养吸收的主要场所外，也是免疫系统最大的器官，为防止细菌、毒素和抗原进入体内提供了天然屏障。 因此，功能良好的肠道对于维持人体健康、预防疾病具有重要作用。 然而，生活节奏的加快和现代饮食的过度精细化，让肠道承受着越来越大的压力和挑战。 研究表明，肠道功能障碍与糖尿病、肥胖、高血压、食物过敏等密切相关。

膳食活性物质会对胃肠功能产生重大影响，从而对整体健康产生重大影响。 益生元和多酚被认为是肠道健康的饮食因素。 不可消化的低聚糖是重要的益生元，通过选择性刺激与健康相关的微生物群的增殖和代谢活动，同时减少致病菌负荷，帮助创造和维持最佳的胃肠道环境。 但由于前肠消化吸收的阻力，低聚糖对肠道健康的影响主要归因于对肠道微生物的调节。

多酚是最丰富、分布最广泛的一类植物代谢产物，是人类和动物饮食的组成部分，具有广泛的生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗菌和抗病毒功能。 最近的研究发现，多酚还可以通过直接或间接的作用调节肠道细胞功能，包括影响肠道微生物群和免疫系统。

AOS、C3G和AOS+C3G对小鼠体重和内脏指数的影响

鉴于膳食低聚糖和膳食多酚在调节肠道菌群、促进肠道细胞功能方面的特点，推测膳食低聚糖和膳食多酚可能协同作用，增强肠道健康的改善。 结果显示，在为期4周的饮食干预实验中，各组小鼠的体重稳步增加，且各组间没有显着差异（图1A）。 但脾脏指数和胸腺指数均有不同程度的增加（图1B和图C）。 与对照组（2.09±0.15）相比，AOS组、C3G组和C3G+AOS组的脾脏指数升高至（2.48）。 它们分别为±0.22)、(2.22±0.19)和(2.38±0.12)。 同时，C3G组和C3G+AOS组的胸腺指数分别从（1.95±0.16）升高至（2.4±0.25）和（2.44±0.18）。

C3G、AOS、AOS+C3G对肠上皮屏障的影响

本研究组织学检查显示各组空肠完整，无炎性细胞浸润，绒毛完整有序（图1A）。 C3G、AOS和AOS+C3G治疗后，V/C比值显着增加（P<0.05，图1B）。 与对照组（3.18±0.11）相比，AOS组、C3G组和AOS+C3G组的V/C比值分别增加至（3.72±0.10）、（3.85±0.09）和（4.06±0.13）。 肠上皮细胞旁屏障功能被认为由紧密连接蛋白（包括claudin-1、occludin 和小带occlusionns-1）调节。 根据目前的研究结果，通过补充AOS或C3G可以有效上调这些蛋白的表达（P<0.05，图2C-E）。 有趣的是，当施用 AOS+C3G 混合物时，claudin-1 和 occludin 水平进一步增加。 血清D-乳酸是监测肠道通透性变化的良好指标。 本研究中，AOS或C3G治疗28天后，血清D-乳酸浓度显着降低，尤其是AOS+C3G组，D-乳酸水平从对照组的7.25 μmol/L下降至5.85 μmol /L（图2F）。 这些结果清楚地表明AOS和C3G的组合更有利于促进肠上皮屏障。

C3G、AOS和AOS+C3G对肠粘液屏障的影响

由于粘液屏障在维持肠道屏障稳态中也发挥着重要作用，因此随后研究了AOS、C3G和AOS+C3G对小鼠肠道粘液屏障功能的影响。 PAS染色结果显示，各组小鼠结肠杯状细胞富集，黏膜完整，腺体正常（图3A）。 但与对照组相比，AOS组、C3G组和AOS+C3G组肠组织中杯状细胞数量和粘液层粘连蛋白面积比显着增加（P<0.05，图3B和C）。 ）。 进一步检测肠粘液层主要凝胶形成蛋白mucin-2的表达水平。 与对照组（（2059.53±84.48）pg/mL）相比，AOS、C3G和AOS+C3G处理组小鼠肠粘液中的mucin-2水平分别增加了5.84%、9.32%和13.89%（图3D） ）。 此外，添加AOS或C3G后β-防御素也得到改善，在AOS+C3G组中，β-防御素的表达水平较对照组增加了14.64%（图3E）。

C3G、AOS和AOS+C3G对肠黏膜免疫的影响

为了研究添加AOS、C3G和AOS+C3G对小鼠肠粘膜免疫的影响，测定了分泌型免疫球蛋白A（sIgA）的分泌量。 如图4A所示，与对照组（（7.74±0.12）μg/mL）、AOS组（（9.94±0.41）μg/mL）、C3G组（（9.34±0.41）μg/mL）和AOS+相比C3G 对照组小鼠肠道组织sIgA分泌水平（（15.64±0.31）μg/mL）显着升高（P<0.05）。 有趣的是，AOS+C3G组小鼠肠道sIgA分泌水平远高于AOS和C3G组。 检测多种免疫相关细胞因子IL-4、IL-10、IL-22、IFN-γ的表达水平。 结果显示，三个治疗组这些细胞因子的表达水平均显着高于对照组，且AOS+C3G组中IL-4、IL-10、IL-22的表达水平显着高于对照组。高于对照组。 几乎是对照组的两倍（图4B-E）。

C3G、AOS和AOS+C3G对小鼠肠道微生物组成的影响

本研究通过16S rDNA高通量测序分析了四组小鼠粪便微生物群的组成和结构。 如图5A所示，稀释曲线结果表明测序深度足以研究每个样本的微生物多样性，而PCoA则基于每个样本中未加权的UniFrac提供了不同类群的物种结构的可视化。 通过聚类分析评估肠道微生物群结构的变化。 在门水平上，厚壁菌门和拟杆菌门是各组中最丰富的门（图5C）。 对照组的厚壁菌门：拟杆菌值为0.61。 然而，药物治疗后，AOS、C3G和AOS+C3G组的Firmicutes:Bacteroidota值分别下降至0.60、0.38和0.48。 在属水平上，螺杆菌属、Alistipes属、乳杆菌属、臭杆菌属、毛螺菌科和粪杆菌属被发现是最丰富的六个属（图5D）。 有趣的是，对照组中 Akkermansia 的相对丰度特别低（0.01%），然而，补充 AOS、C3G 和 AOS+C3G 后，其相对丰度分别增加至 1.16%、2.40% 和 1.00%（图 5E） ）。 此外，C3G和AOS在促进Faecalibaculum和Lachnospiraceae的增殖方面各有优势，但C3G+AOS混合物促进了两种有益菌的生长（图5F和G）。 值得注意的是，AOS+C3G 的混合物在抑制肠道病原体（如螺杆菌和 Turicibacter）的生长方面也比单独补充 C3G 或 AOS 更有效（图 5H 和 I）。

总而言之，这项研究提供了明确的证据，证明 AOS 和 C3G 可以协同作用，促进肠道健康。 与单独补充AOS或C3G相比，联合补充AOS和C3G对改善小鼠肠粘膜形态、肠道屏障功能和肠道菌群组成有更好的效果。 因此，富含低聚糖和酚类的饮食干预可能代表一种促进肠道健康和降低肠道相关疾病风险的新饮食方法。