文章题目：Alginate Oligosaccharides Prevent Dextran-Sulfate-Sodium-Induced Ulcerative Colitis via Enhancing Intestinal Barrier Function and Modulating Gut Microbiota

发表期刊：Foods

影响因子：5.1（2025）

通讯单位：中国海洋大学食品科学与工程学院，青岛海洋科学与技术国家实验室，上海复旦大学化学系分子催化与创新材料重点实验室

研究背景

        炎症性肠病（IBD）主要包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病，以肠道慢性炎症为特征。UC常表现为腹泻、便血、腹痛等，严重影响生活质量。现有药物虽可控制症状，但长期使用易引发副作用，且部分患者疗效不佳或易复发，因此亟需安全、可长期使用的天然辅助干预手段。研究表明，UC的发生与肠道屏障损伤及菌群失调密切相关：肠上皮通透性增加、杯状细胞减少、黏液层变薄，导致有害物质易位，诱发持续炎症；同时，有益菌减少、致病菌增多，短链脂肪酸（如丁酸）水平下降，进一步削弱屏障功能与免疫稳态。褐藻寡糖（AOS）是从褐藻中提取的寡糖，按结构可分为古罗糖醛酸型（GAOS）、甘露糖醛酸型（MAOS）和杂合型（HAOS），具有抗炎、免疫调节及调节菌群等潜力。然而，不同结构AOS在UC中的作用差异及机制尚不明确，值得深入探究。

        研究首先通过整体病理学指标评估了褐藻寡糖对结肠炎症状的改善作用。结果显示，DSS处理后小鼠出现明显的体重下降趋势、疾病活动指数显著升高以及结肠长度明显缩短等典型临床表现；而经三类褐藻寡糖干预后，上述症状均得到不同程度缓解（图1 A–E）。组织病理学分析进一步显示，模型组小鼠结肠组织呈现严重的上皮结构破坏、隐窝消失及大量炎性细胞浸润，而各寡糖处理组则有效减轻了这些组织学异常，尤其以GAOS和HAOS效果更为突出。病理评分结果也表明，褐藻寡糖干预显著降低了组织损伤程度（图1 F,G）。

Figure 1 褐藻寡糖对DSS诱导小鼠结肠炎组织病理学的影响

        在炎症反应调控方面，研究检测了髓过氧化物酶（MPO）活性及多种炎症因子水平。MPO作为中性粒细胞浸润的关键标志物，在模型组中显著升高，而在GAOS、HAOS及阳性药柳氮磺吡啶（SASP）处理组中明显降低，提示褐藻寡糖可有效抑制肠道局部的炎症细胞聚集（图2 A）。此外，结肠组织中白细胞介素-6（IL-6）与白细胞介素-1β（IL-1β）的表达在模型组显著上调，而三类寡糖干预均能下调这两种关键促炎因子的水平，其中GAOS的作用尤为显著（图2 B,C）。值得注意的是，肿瘤坏死因子-α（TNF-α）虽在模型组升高，但褐藻寡糖对其未表现出显著调节作用，说明其抗炎机制可能具有选择性，主要通过抑制IL-6/IL-1β通路发挥作用（图2 D）。

Figure 2 褐藻寡糖对DSS诱导小鼠结肠炎炎症因子的影响

        针对肠道屏障功能的保护作用，研究从多个维度进行了验证。血清脂多糖（LPS）水平被用作反映肠道通透性的间接指标，结果显示模型组LPS显著升高，而GAOS处理可有效降低其浓度，提示其有助于恢复肠道屏障完整性（图3 A）。免疫印迹分析显示，模型组结肠组织中黏附连接关键蛋白E-cadherin的表达显著下调，而GAOS与HAOS干预可显著提升其蛋白水平，表明褐藻寡糖可通过增强细胞间黏附连接来减少肠道通透性（图3 B）。此外，阿利新蓝-高碘酸希夫（AB-PAS）染色显示，模型组杯状细胞数量明显减少，而各寡糖处理组，尤其是GAOS组，可显著增加杯状细胞数量，从而促进黏液层形成，强化物理屏障（图3 C,D）。在细胞凋亡调控方面，模型组促凋亡蛋白Bax表达升高、抗凋亡蛋白Bcl-2表达降低；而GAOS与MAOS可显著下调Bax表达，各类寡糖亦有上调Bcl-2的趋势，说明其可通过抑制肠上皮细胞过度凋亡来维护屏障结构稳定（图3 E,F）。

Figure 3 褐藻寡糖对DSS诱导小鼠结肠炎肠黏膜屏障的影响

        鉴于褐藻寡糖难以被上消化道吸收，研究进一步考察了其对肠道菌群代谢产物——短链脂肪酸（SCFAs）的影响。气相色谱分析显示，模型组盲肠内容物中乙酸、丙酸、丁酸等多种SCFAs含量普遍下降，尤以乙酸和丁酸最为显著。而经褐藻寡糖干预后，SCFAs总量呈上升趋势，其中GAOS与MAOS显著提升乙酸水平，HAOS则显著增加丁酸含量。由于丁酸是结肠上皮细胞的主要能量来源，并具有抗炎及增强屏障功能的作用，这一结果提示褐藻寡糖可能通过促进有益菌发酵产酸，间接发挥肠保护效应（图4 A–F）。

Figure 4 褐藻寡糖对DSS诱导的结肠炎小鼠SCFAs浓度的影响

        为深入解析其对肠道微生态的调节作用，研究选取效果较优的GAOS与HAOS组进行16S rRNA基因测序。主坐标分析（PCoA）显示，模型组肠道菌群β多样性与正常组显著偏离，而GAOS与HAOS干预可有效阻止这种菌群结构偏移（图5 A）。在属水平上，模型组以Paeniclostridium、Clostridium_sensu_stricto_1及Parasutterella为主；而寡糖处理后，Romboutsia与Lactobacillus等有益菌属相对丰度增加（图5 B）。LEfSe分析进一步揭示，GAOS与HAOS均能显著降低与炎症正相关的Clostridium_sensu_stricto_1和Olsenella的丰度，GAOS还可下调Parasutterella并上调Ruminococcaceae_NK4A214_group（图5 C,D）。这些特定菌群的变化与寡糖的抗炎及屏障修复作用密切相关。

Figure 5 褐藻寡糖对DSS诱导的结肠炎小鼠肠道菌群的影响

        为进一步建立菌群变化与表型之间的关联，研究进行了Spearman相关性分析。结果显示，Parasutterella与Olsenella的丰度与结肠长度呈显著负相关，而与疾病活动指数、组织病理评分、MPO活性及多种炎症因子呈正相关；相反，Ruminococcaceae_NK4A214_group则与结肠长度正相关，与多项炎症及屏障损伤指标负相关（图6）。这一结果有力地支持了褐藻寡糖通过重塑肠道菌群结构，富集有益菌、抑制潜在致病菌，从而系统性缓解结肠炎的机制假说。

Figure 6 结肠炎指数与肠道菌群丰度排名前50的属之间的Spearman相关性分析

总结

        综上所述，该研究通过多维度、多层次的实验设计，全面阐明了不同结构褐藻寡糖在DSS诱导的溃疡性结肠炎模型中的保护作用。其机制涉及抑制肠道炎症反应、增强上皮屏障功能、促进SCFAs生成以及调节肠道菌群组成等多个方面。这些发现不仅深化了对褐藻寡糖生物学功能的认识，也为开发基于海洋来源寡糖的功能性食品或膳食补充剂用于炎症性肠病的辅助干预提供了重要的科学依据。

        原文链接：https://www.mdpi.com/2304-8158/12/1/220

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作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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