益生菌Lactobacillus casei Zhang对大鼠糖耐量受损改善作用和Ⅱ型糖尿病预防作用

不断的研究证据显示肠道菌群作为一个联系宿主基因型与环境因子的主要桥梁可能在糖代谢紊乱的致病中起着关键作用。本论文研究益生菌Lactobacillus caseiZhang对Ⅱ型糖尿病前期糖耐量受损大鼠预防及改善作用以及大鼠Ⅱ型糖尿病的预防作用，并对相关作用机制进行探讨。 采用高果糖水诱导SD大鼠高胰岛素血症合并糖耐量受损来评价益生菌L. caseiZhang（1.0×109CFU/d只）的预防及改善作用。试验分为正常组（NC）、预防组（LP）和对应模型组（HMⅠ）、治疗组（LT）和对应模型组（HMⅡ）5个组。结果发现， L.casei Zhang可以显著预防和改善糖耐量受损大鼠口服糖耐量曲线AUC的明显升高，并显著升高肠道乳杆菌和双歧杆菌数量和显著降低肝糖原含量和梭菌数量（p<0.05）。在预防作用中，LP组体重、血清胰岛素水平和GLP-2水平明显低于HMⅠ组（p<0.05）。在治疗作用中，LT组肠道Bacteroides fragilis数量、血清骨钙素水平、肝脏AdipoR2、LXR-α和PPAR-γ mRNA水平均显著高于HMⅡ组，而MDA水平显著低于HMⅡ组（p<0.05）。 采用高脂高糖饮食两周加低剂量STZ注射诱导Ⅱ型糖尿病大鼠模型来评价L.casei Zhang（4.0×109CFU/d只）的预防作用。试验分为正常组（A）、益生菌预防组（P）和二型糖尿病组（M）3个组。结果发现，提前摄入益生菌L. casei Zhang对大鼠Ⅱ型糖尿病的形成和疾病发展中空腹和餐后2h血糖水平以及OGTT预防作用显著（p<0.01）。同时，益生菌组与Ⅱ型糖尿病模型组相比血浆内毒素水平、iNOS水平和总胆汁酸水平以及尿液氯离子浓度均显著降低（p<0.05）。另外益生菌组胰腺损伤也明显减轻。 采用高脂高糖饮食两周来探讨试验二中L. casei Zhang的预防作用机制。试验分为正常组（CT）、益生菌组（PB）和高脂高糖组（HF）3个组。结果发现，PB组大鼠组织氯离子浓度（心、肝、脾和小肠）及氯离子相关mRNA和蛋白表达（CIC1(肌肉)、CIC2(心、脾、胰、肾间质、结肠、小肠和大脑海马区)、 CIC3(肝、脾、胰和结肠)、 CIC4(肝、脾、胰和肾间质)、 CIC5(脾、胰、肾间质和结肠)、 CIC7(结肠)、GlyRα1(肝和脾)、CYP7A1(心、肝和肾间质)、SLC26A3(肾间质)、SLC26A6(肾间质)、FoxA2(胰)、 GABAAα1(肾间质和海马区)、BEST3(心)、CFTR (心)）均显著高于HF组（p<0.05），而大脑皮层氯离子、大脑海马区和肾间质GABAAα2mRNA水平均显著低于HF组（p<0.05）。还有PB组大鼠粪便初级胆汁酸水平与HF组相比明显降低，而总胆汁酸水平和次级胆汁酸水平显著升高（p<0.05）。PB组大鼠盲肠细菌C.coccoides–E. rectale组、C. hylemonae-C. scindens-C. hiranonis组和C. scindens与HF组相比显著降低，而乳杆菌和双歧杆菌数量明显升高（p<0.05）。其它指标两组无显著差异（p>0.05）。 益生菌L. casei Zhang可以对糖耐量受损大鼠口服糖耐量曲线AUC表现出良好的预防和改善作用，同时对大鼠Ⅱ型糖尿病的形成和疾病发展有着良好的预防作用。但具体机制存在一定差异。对糖耐量受损的预防机制主要可能是L. casei Zhang可以减少肠道对大量果糖的吸收以及降低GLP-2水平从而降低体重和胰岛素水平。而对糖耐量受损的治疗改善机制主要可能是摄入L. casei Zhang可以保持肠道中较高数量的维生素K2主要产生菌Bacteroides fragilis，这样可以增加骨钙素水平，从而改善口服糖耐量水平。还有L. casei Zhang对Ⅱ型糖尿病及相关并发症的预防机制主要可能是L. casei Zhang可以减少7α脱羟基活性肠道细菌的数量，这样增加粪便总胆汁酸水平，进而促成体内胆汁酸与氯离子的交换，从而发生各器官氯离子的内流以及氯相关蛋白表达的增加，最终整体上增强了大鼠体质和免疫水平。