近日，食品科學(xué)與工程學(xué)院食品營養(yǎng)與健康團(tuán)隊(duì)在《Science of The Total Environment》在線發(fā)表了題為“Flammulina velutipespolysaccharide counteracts cadmium-induced gut injury in miceviamodulating gut inflammation, gut microbiota and intestinal barrier”的研究論文。博士生郝日禮為該論文的第一作者，李大鵬教授和孫東曉教授為該論文的通訊作者。

重金屬鎘是一種被世界衛(wèi)生組織列為重點(diǎn)研究的食品污染物，在人體中代謝極為緩慢，會通過食物、水源等途徑攝入人體造成危害。金針菇是我國產(chǎn)量最大的食用菌之一,在食品和藥品等領(lǐng)域均具有較大的應(yīng)用價值。金針菇多糖作為金針菇的主要活性成分之一，具有多種生物學(xué)活性,例如抗炎、增強(qiáng)免疫力等，常被應(yīng)用于膳食補(bǔ)充劑和功能性食品中。近年研究發(fā)現(xiàn)，多糖類活性成分具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的作用，但是在干預(yù)重金屬損傷中的作用機(jī)制尚不清楚。因此，解析金針菇多糖緩解重金屬鎘損傷的健康機(jī)制具有重要的理論和實(shí)踐意義。

腸道屏障功能受損及腸道通透性改變與重金屬誘導(dǎo)腸道損傷密切相關(guān)。通過Tunel染色、qRT-PCR、Western blot和免疫組化等實(shí)驗(yàn)，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)金針菇多糖能夠緩解鎘誘導(dǎo)的小鼠腸道組織細(xì)胞凋亡、腸道屏障破壞、腸道通透性改變和腸道炎癥。與鎘損傷組小鼠相比，金針菇多糖緩解了小鼠腸道組織病理學(xué)損傷，減少了Tunel陽性細(xì)胞數(shù)目，增加了緊密連接蛋白基因Occludin、Claudin-1和 G蛋白偶聯(lián)受體基因GPR43、GPR109A的表達(dá)，降低了炎癥相關(guān)因子TNF-α、IL-6和IL-1β水平。

圖1. 金針菇多糖緩解鎘誘導(dǎo)的腸道損傷

腸道微生物是膳食與人體健康的橋梁，也是多糖類活性成分發(fā)揮健康功效的靶點(diǎn)。通過16s rDNA測序和氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)分析腸道菌群結(jié)構(gòu)和短鏈脂肪酸的變化，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)金針菇多糖處理降低了腸道菌群中Bacteroides豐度，增加了Desulfovibrionales和Clostridium豐度，恢復(fù)了短鏈脂肪酸水平。利用構(gòu)建的偽無菌小鼠模型，研究團(tuán)隊(duì)將金針菇多糖保護(hù)組小鼠的糞便微生物移植到鎘損傷小鼠腸道，發(fā)現(xiàn)其腸道損傷有一定程度的緩解，這進(jìn)一步表明腸道菌群是金針菇多糖干預(yù)鎘損傷中的重要靶點(diǎn)。利用生物信息學(xué)工具分析金針菇多糖的功能途徑，發(fā)現(xiàn)其干預(yù)鎘誘導(dǎo)腸道損傷的健康功效與增強(qiáng)腸道微生物群的代謝功能密切相關(guān)。

圖2.腸道微生物介導(dǎo)金針菇多糖緩解鎘損傷機(jī)制圖

該研究從腸道微生物角度系統(tǒng)闡明了金針菇多糖緩解重金屬鎘誘導(dǎo)損傷的健康調(diào)控機(jī)制，為金針菇多糖在腸道微生態(tài)制劑中的應(yīng)用提供了理論依據(jù), 也為開發(fā)緩解重金屬鎘損傷的功能食品提供了新方向。

該研究得到了山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、山東省高等學(xué)校青創(chuàng)團(tuán)隊(duì)—食品安全與營養(yǎng)健康創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)人才引育計(jì)劃和山東省“雙一流”計(jì)劃的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162910

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波