白条党参多糖对大鼠皮肤创面修复和糖尿病小鼠肠道菌群调控的影响

党参是我国传统的补益类大宗药材,《中国药典》规定党参来源为桔梗科Captisol党参(Codonopsis pilosula(Franch.)Nannf.)、素花党参(C.pilosula Nannf.var.modesta(Nannf.)L.T.Shen)或川党参(C.tangshen Oliv.)的干燥根。党参味甘、性平、归脾、肺经,具有补中益气、健脾益肺、养血生津等功效。现代药理研究表明党参具有增强机体免疫力、保护心肌细胞、保护神经、保护胃肠道黏膜、调节血糖等功效。本文以渭源白条党参为研究对象,在党参多糖提取工艺优化的基础上,制备了党参多糖/海藻酸钠-氯化钙-壳聚糖微囊复合材料,并测定其结构特性和释药性,探讨了微囊复合材料在皮肤创伤修复中的作用及可能机制。同时,以高糖高脂小鼠模型为对象,研究了党参多糖在降血糖和调节小鼠生理性能方面的作用,并结合病理学、免疫组织化学染色和肠道微生物等方法分析了白条党参粗多糖在改善糖尿病病症中的作用。主要研究结果如下:(1)通过单因素实验和响应面优化方法研究了超声辅助提取白条党参粗多糖的工艺条件,最佳工艺参数为超声功率540W、提取时间94min、超声温度75℃和液料比1:26(g/m L),该条件下的提取率高达28.223%。粗多糖主要由甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成,为β型吡喃型多糖,呈疏松网状结构,Mw/Mn分子量比值在1.171(62%)。白条党参粗多糖对ABTS~+·自由基和DPPH·自由基有一定抗氧化能力,且0.7 mg/m L浓度下抗氧化活性最高。(2)研究制备了白条党参粗多糖/海藻酸钠-氯化钙-壳聚糖复合微囊,扫描电镜和透射电镜显示白条党参粗多糖与海藻酸钠、钙离子具有良好相容性,复合微囊粒径为21.25±2.84μm,具有良好的降解速率、负载率、包封率和溶胀性能。将复合微囊与胶原海绵联用治疗人工造模大鼠背部创面,与模型组、阳性药组相比,复合微囊对大鼠血生化指标影响不显著,可有效抑制受损皮肤促炎因子的高表达,调节抗氧化酶(GSH-Px、T-AOC、LPO)的表达,使受损皮肤的红肿、出血、感染和渗出物明显减少,表现出良好的伤口愈合功能。病理学检查、免疫组化分析及VEGF等基因的定量结果提示,复合微囊可以促进创面血管的再生和提高肌胶原纤维含量,复合微囊能控制白条党参粗多糖向创面释放,进而起到较好的抗菌、抗炎和皮肤创面修复作用。(3bio-functional foods)体外试验表明,白条党参粗多糖对α-淀粉酶和β-葡萄糖苷酶活性有较好的抑制作用。进一步研究白条党参粗多糖对高糖高脂小鼠生理性能的影响发现,与模型组相比,粗多糖可有效减缓糖尿病小鼠体重下降趋势,并能显著降低血糖含量,降低ALB含量、TC、AST、ALT、BUN和CRE浓度。低剂量粗多糖可以提高血液HDL-C浓度并降低LDL-C的浓度,显著改善糖尿病小鼠血脂代谢紊乱现象。另一方面,粗多糖可以提高糖尿病小鼠肝脏、肾脏和胰脏SOD、GSH-Px、CATT和AOC酶等活性,对糖尿病小鼠氧化应激和抗氧化能力有改善作用。(4)利用高通量测序技术研究白条党参粗多糖干预高糖饮食小鼠肠道微生物菌群的变化,发现高糖高脂饮食会提高小鼠肠道变形菌门Proteobacteria丰度,降低拟杆菌门Bacteroidetes和厚壁菌门Firmicutes丰度。补充粗多糖能调节并改变肠道微生物菌群的组成,减少变形菌门ProteobacteriDinaciclib体内实验剂量a丰度,增加拟杆菌门Bacteroidetes和厚壁菌门Firmicutes丰度,减少肠杆菌属Enterobacter丰度,增加鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas丰度。从菌群结构组成角度而言,中剂量多糖给药组小鼠肠道菌群组成趋于正常组,低剂量多糖给药组小鼠肠道菌群组成与阳性给药组一致,高剂量多糖给药后小鼠肠道菌群组成与糖尿病模型组相似。此外,摄入粗多糖能增加Lactobacillus和Bifidobacterium菌群丰度,且肠道微生物多样性与肝脏、肾脏、胰脏等抗氧化指标呈显著正相关。白条党参粗多糖可通过调节小鼠肠道微生物菌群,影响糖尿病小鼠血液代谢和相关脏器功能,从而缓解与改善糖尿病小鼠病程的发生与发展。总之,渭源白条党参多糖具有良好的抗氧化和降血糖等活性,复合微囊对皮肤创面修复有良好的促进作用。