溃疡性结肠炎(UC)是一种慢性非特异性肠道疾病和炎症性肠病,其特征是结直肠黏膜的慢性和复发性炎症。UC病变通常出现在结肠黏膜和黏膜下层,临床症状为体重减轻、腹痛、便血、食欲不振和腹泻。UC可严重影响患者的生活质量,增加结肠癌的风险,并导致严重死亡。UC的具体发病机制涉及许多因素,如一系列易感基因的缺失和变异、环境变化、肠道菌群异常和广泛的免疫失调。
文章使用不同乳酸菌发酵甘草提取物,选出植物乳酸杆菌ZKLp100作为发酵菌株,且实验结果表明ZKLp100具有良好的耐酸和胆盐性,使其能够在胃酸环境和和高胆盐浓度下存活,从而显示出对不良条件的强大抵抗。
后通过检测不同发酵条件后的活菌数及pH值,确定最佳发酵条件为植物乳酸杆菌ZKLp100接种量3.2×108 CFU/mL,发酵时间20 h,甘草提取物浓度75%,酵母提取物添加0.4%。
图1 甘草发酵菌株的筛选及发酵条件的优化。
文章采用TOF-MS对甘草提取物发酵前后的化学成分进行了分析。差异代谢物的KEGG通路分析显示,差异代谢物与涉及丙氨酸和苯丙氨酸的细胞碳代谢过程密切相关。
图2 TOF-MS分析甘草提取物发酵前后的组成差异。
图3 甘草提取物发酵前后物质组成的差异富集分析。
为进一步研究甘草提取物和发酵甘草提取物对UC的治疗作用,文章构建了UC模型小鼠,并分别用甘草提取物和发酵甘草提取物进行干预。实验结果表明,甘草提取物和发酵甘草提取物均能显著降低小鼠便隐血、降低肠道通透性、减轻肠黏膜损伤,显示出对UC小鼠的显著治疗效果,而且发酵甘草提取物对UC的治疗效果优于甘草提取物。
图4 发酵甘草提取物和甘草提取物对UC小鼠的治疗作用。
已有研究表明,甘草提取物的抗炎、抗氧化应激是甘草提取物及其活性物质治疗UC的主要治疗机制和免疫调节作用,而文章也通过对小鼠血清炎症和氧化应激相关指标进行检测。结果显示,甘草提取物和发酵甘草提取物均能显著降低小鼠炎症水平和氧化应激水平,同剂量的发酵甘草提取物的治疗效果优于甘草提取物。
图5 发酵甘草提取物减轻UC小鼠的炎症和氧化应激。
文章对小鼠肠道屏障功能进行检测,实验结果显示甘草提取物和发酵甘草提取物干预显著降低了肠组织细胞凋亡,并显著增加了结肠组织中Claudin-1、Occludin和ZO-1的表达,表明甘草提取物对UC小鼠肠道屏障有显著改善及修复作用。
图6 发酵甘草提取物可减轻UC小鼠的肠道损伤。
图7 肠道微生物区系α、β多样性分析
图8 肠道菌群组成分析
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.104918
文章:Hu F, Chen J, Xu Y, Zhao C, Li G, Wang T, Li M, Deng G, Peng X. Fermented licorice extract alleviates ulcerative colitis by inhibiting the TLR4/NF-κB pathway and rebuilding intestinal microbiota in mice[J]. Food Bioscience, 2024, 61: 104918.