玉屏風(fēng)多糖對腸道菌群失調(diào)小鼠免疫功能的影響

李東琦,譚淑雯,王敏儒,苗鵬飛,楊文豪,于 輝

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院,廣東 佛山 528225)

腸道是機(jī)體免疫系統(tǒng)的重要組成部分,能夠阻止病原微生物、代謝廢物從腸腔侵入機(jī)體。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),腸道功能紊亂,如腸道黏膜免疫系統(tǒng)失調(diào)、內(nèi)分泌失衡、腸道屏障受損和腸道菌群組成破壞等,與代謝性疾病、炎性腸病密切相關(guān)[1]。因此,篩選具有腸道功能調(diào)節(jié)作用的活性物質(zhì)具有十分重要的意義。黃玉章[2]發(fā)現(xiàn)飼料中添加黃芪多糖可以提高羅非魚機(jī)體的特異性免疫功能,促進(jìn)腸道健康、發(fā)育。相關(guān)研究表明,五味子多糖灌胃可以促進(jìn)腸道黏膜免疫水平,同時提高體液免疫和細(xì)胞免疫能力,保持腸道免疫平衡[3]。玉屏風(fēng)是由黃芪、白術(shù)、防風(fēng)三味中藥組成,臨床研究表明,玉屏風(fēng)多糖具有提高免疫力的作用[1]。但有關(guān)玉屏風(fēng)多糖針對腸道菌群紊亂的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制的研究較少。因此,本文通過以氨芐西林鈉造成小鼠腸道菌群紊亂為模型,研究玉屏風(fēng)多糖對小鼠免疫的影響,為玉屏風(fēng)多糖的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動物 昆明系小鼠SPF級,雄性,由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供,許可證號:SCXK(粵)2013-0002。

1.2試劑和設(shè)備 玉屏風(fēng)多糖,購自國藥集團(tuán)德眾(佛山)藥業(yè)有限公司;氨芐西林鈉鹽,購自廣州翔博生物科技有限公司;分泌型免疫球蛋白 A(sIgA)、白介素2(IL-2)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)等EL1SA試劑盒,購自南京建成生物工程研究所。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì) 于廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心購買昆明系小鼠25只,適應(yīng)喂養(yǎng)3 d后,隨機(jī)取出5只作為正常對照組(C),用生理鹽水灌胃,其余用濃度為8 g/kg·bw的氨芐西林鈉鹽溶液灌胃0.4 mL,每日2次,連續(xù)灌5 d。隨機(jī)取出5只作為模型組,立即處死剖檢,觀察腸道狀況。再將剩下的小鼠隨機(jī)平均分為自然恢復(fù)組(Z)和玉屏風(fēng)多糖低(L)、中(M)、高(H)3個劑量組,每組5只。Z組每天灌胃生理鹽水2 mL,L、M、H組分別每天灌胃100 mg/kg·bw、300 mg/kg·bw、500 mg/kg·bw玉屏風(fēng)多糖溶液2 mL,每天1次;連續(xù)10 d后處死,搜集樣品。

玉屏風(fēng)多糖的主要成分見表1。

表1　玉屏風(fēng)多糖成分

1.3.2器官指數(shù)的計(jì)算 分別測定胸腺、脾重量和體重,計(jì)算體重變化、脾指數(shù)和胸腺指數(shù),計(jì)算公式為:

胸腺指數(shù)(mg/g)=胸腺重(mg)/體重(g);脾臟指數(shù)(mg/g)=脾臟重(mg)/體重(g)。

1.3.3免疫因子含量測定 小鼠眼球采血,用1.5 mL離心管收集血液和小腸組織。待血液凝固后進(jìn)行高速離心,3 000 r/min離心5 min,取血清測IL-2、TNF-α含量;將小腸組織加入適量生理鹽水搗碎,3 000 r/min離心5 min,取上清液測SIgA含量。SI-gA、IL-2、TNF-α含量的測定按照EL1SA試劑盒說明書進(jìn)行。

1.3.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS18.0軟件對所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,比較各組差異。所得結(jié)果均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2　試驗(yàn)結(jié)果

2.1不同濃度玉屏多糖對腸道菌群失調(diào)小鼠體重的影響 經(jīng)氨芐青霉素灌胃后,小鼠出現(xiàn)了明顯的腸道菌群失調(diào)癥狀,如出現(xiàn)排稀或爛便、皮毛沾濕、精神不振等,剖檢后發(fā)現(xiàn)腸壁變薄、內(nèi)容物呈水狀等,上述結(jié)果表明,通過小鼠經(jīng)過連續(xù)灌服氨芐青霉素5 d后,成功建立了腸道菌群失調(diào)模型。

由表2可知,L組體重與Z組均明顯低于C組(P＜0.05),M、H組小鼠的體重增長均明顯高于Z組(P＜0.05)。

表2　灌服不同濃度玉屏風(fēng)多糖對腸道菌群失調(diào)小鼠體重增加的效果比較

2.2不同濃度玉屏風(fēng)多糖對腸道菌群失調(diào)小鼠脾指數(shù)、胸腺指數(shù)的影響 如圖1所示,與Z組相比,灌服不同濃度玉屏風(fēng)多糖均能提高小鼠的脾臟、胸腺指數(shù),其中高劑量效果最明顯。

2.3免疫因子含量 由表3可見,Z組和L組sI-gA的含量明顯低于C、M組、H組(P＜0.05);劑量組TNF-α因子含量均高于Z組;各組IL-2含量無差異。

3　討論

圖1　小鼠脾臟和胸腺指數(shù)的變化

表3　不同濃度玉屏風(fēng)多糖對腸道菌群失調(diào)小鼠免疫因子的影響比較

3.1玉屏風(fēng)多糖對小鼠生長的影響 機(jī)體免疫機(jī)制與腸道菌群微生態(tài)間的關(guān)系十分復(fù)雜,正常菌群與機(jī)體保持穩(wěn)定的平衡狀態(tài)對免疫機(jī)能正常發(fā)揮十分重要[4]。本試驗(yàn)用氨芐西林灌胃小鼠,擾亂其腸道正常菌群,達(dá)到造成小鼠腸道菌群失調(diào)模型后,Z組的體重明顯低于各組,表明小鼠的生長性能明顯受到降低。免疫多糖可促進(jìn)動物合成營養(yǎng)因子,提高免疫力、抗應(yīng)激能力,從而起到改善生產(chǎn)性能、防治疾病的作用[5]。在灌胃玉屏風(fēng)多糖后,小鼠的體重明顯增加,其中H組的體重與C組無明顯差異,表明高劑量可使小鼠生長性能恢復(fù)到正常狀態(tài)。吳科榜[6]等試驗(yàn)結(jié)果也表明,在相同的飼養(yǎng)條件下,免疫多糖組對育成期蛋雞生長發(fā)育和生產(chǎn)性能有顯著促進(jìn)作用。

3.2玉屏風(fēng)多糖對小鼠免疫器官的影響 胸腺和肝脾為重要的免疫器官,其臟器指數(shù)在一定程度上可反映機(jī)體免疫功能的強(qiáng)弱[7]。灌胃氨芐西林后小鼠脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)明顯下降,說明灌胃氨芐西林?jǐn)_亂小鼠腸道微生態(tài)后,會造成小鼠免疫力降低,脾、胸腺等免疫器官萎縮的病情,灌胃玉屏風(fēng)多糖后,各劑量組小鼠的胸腺、脾指數(shù)明顯增加,其中高劑量效果最佳,且M、H組的脾指數(shù)比C組高,說明玉屏風(fēng)多糖能促進(jìn)脾臟生長,提高機(jī)體免疫能力。楊彬彬等研究也表明,黃芪多糖治療小鼠脾虛有較好的治療作用[1]。

3.3玉屏風(fēng)多糖對小鼠免疫因子的影響 玉屏風(fēng)多糖治療菌群失調(diào)引起的腸炎過程中有多種免疫因子共同參與。以sIgA為主的體液免疫在腸黏膜系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用,它是防御病菌在腸道黏膜粘附和定值的第一道防線,當(dāng)腸黏膜上皮表面免疫活性細(xì)胞受到細(xì)菌粘附素刺激時,黏膜局部便產(chǎn)生sIgA,阻止腸道微生物極其毒素分子對腸黏膜的攻擊[8]。在灌胃玉屏風(fēng)多糖后,玉屏風(fēng)多糖劑量組的小鼠小腸分泌的sIgA均比Z組高。玉屏風(fēng)多糖總多糖可通過腸道吸收過程,作用于腸道黏膜,增強(qiáng)腸道黏膜免疫功能,進(jìn)而通過神經(jīng)或體液途徑,影響呼吸道黏膜IgA分泌,發(fā)揮局部免疫作用[9];TNF-α參與全身炎癥反應(yīng),在炎性反應(yīng)發(fā)生發(fā)展中,TNF-α起著始動作用可通過生成及釋放IL-1、IL-2、IL-6、IL-8等炎性因子引起炎癥反應(yīng)[10-11]。H組小鼠血清IL-2和TNF-α的含量變化有明顯同步下降的現(xiàn)象。相關(guān)研究表明,黃芪多糖能抑制TNF-α蛋白的合成和分泌,下調(diào)其轉(zhuǎn)錄水平,從源頭上抑制小鼠炎癥反應(yīng)[11-12]。因此推測,高劑量玉屏風(fēng)多糖具有相同功效。

4　結(jié)論

玉屏風(fēng)多糖能通過調(diào)節(jié)小腸、血液的免疫因子提高腸道菌群失調(diào)小鼠的免疫能力,加快其恢復(fù)時間,其中高劑量(500 mg/kg·bw)玉屏風(fēng)多糖對小鼠腸道菌群失調(diào)引起的腸炎有較好的治療效果,其具體作用的有效成分及作用機(jī)理,還需進(jìn)一步研究。