本发明属于生物医药,特别涉及戴氏虫草多糖及其应用。
背景技术:
1、国际糖尿病联盟(international diabetes federation,idf)统计表明,2017年全球有4.25亿糖尿病患者,潜在糖尿病患者多达3.52亿,预计到2045年,将会有近7亿糖尿病患者。其中1型糖尿病(type 1diabetes mellitus,t1dm)约占糖尿病发病总量的5%-10%。目前,t1dm尚无有效治疗药物,临床治疗以胰岛素替代疗法为主,虽可控制糖尿病的症状,却不能改善胰岛炎症;而免疫治疗t1dm的广谱免疫抑制剂副作用甚广;针对谷氨酸脱羧酶和热休克蛋白60的β细胞特异性免疫治疗,虽已进入2期临床,但疗效甚微。因此,寻找保护胰岛β细胞免于炎性损伤且副作用小的免疫调节性药物已成为当务之急。我国传统中草药资源丰富,且有广泛的临床应用基础,从中寻找具有免疫调节活性的新型降糖药物,是糖尿病新药研发的捷径也是重要途径之一。
2、t1dm的病因和发病机制十分复杂,目前认为其与遗传、免疫、环境等多种因素有关。近年来,多项研究显示t1dm患者和健康人群肠道菌群的组成结构不同,改变肠道菌群的结构组成会影响糖尿病的发生发展。最近,研究人员发现与健康受试者相比,汉族t1dm患者具有明显不同的肠道菌群特点:拟杆菌门与厚壁菌门细菌比例增加,faecalibacterium菌丰度与糖化血红蛋白(hba1c)负相关,以及bacteroides菌丰度与自体抗体存在正相关关系。这些研究提示,肠道菌群在t1dm的发生发展中可能发挥了一定的作用,为研究t1dm的发病机制和治疗策略提供了新的思路,但肠道菌群参与t1dm的具体机制尚未完全明了。
3、此外,研究也发现,糖尿病发生发展过程中也伴随肠道屏障的损伤。肠屏障由肠黏膜上皮、肠粘液、肠道菌群、肠道相关淋巴组织、粘液蛋白、消化酶和免疫因子等组成,可分为物理屏障、化学屏障、免疫屏障和生物屏障。其中以物理屏障最为重要,其结构基础为完整的肠黏膜上皮细胞以及上皮细胞间的紧密连接,四道屏障间相互交叉、共同作用,维持肠道的内环境稳态。例如,杯状细胞分泌粘液蛋白可与其他肠液、酶等组成化学屏障;杯状细胞还会参与来自固有层中iga+b细胞合成的iga(siga),参与肠道黏膜免疫体系;肠道微生物中的生理性细菌会与粘液蛋白层的位点结合,产生定植抵抗力,构成肠道的生物性屏障,同时也会刺激宿主正常的免疫系统应答,对宿主免疫系统的构建具有重要意义。近来,已证明多种天然活性产物对肠屏障损伤具有保护作用,如乔松素能够修复脂多糖诱导的肠上皮caco-2细胞单层屏障损伤,白藜芦醇可有效改善环磷酰胺造成的免疫抑制小鼠肠屏障受损,以及橙皮素可通过改善肠屏障损伤治疗葡聚糖硫酸钠诱导的小鼠肠炎等。作用机制涉及调节氧化应激、抑制肠道炎症、调节肠道菌群组成和代谢产物,以及增加紧密连接蛋白表达等多种途径。
4、因此,针对调节肠道菌群和保护肠道屏障功能,研究开发安全有效的个性化治疗药物是必不可少的。
技术实现思路
1、本发明意在提供提供一种戴氏虫草多糖,研究表明所述其具有较好的调节肠道菌群和保护肠道屏障功能。
2、本方案中的戴氏虫草多糖,其来源于戴氏虫草发酵菌丝,将所述戴氏虫草发酵菌丝进行水浴提取,无水乙醇沉淀,净化、脱色得到所述戴氏虫草多糖。具体的:
3、称取干燥的戴氏虫草发酵菌丝体粉末500g,以料液比1:6加入95%乙醇除脂除杂,重复5次。5000rpm离心10min去除上清,滤渣按料液比1:5加入去离子水,85℃水浴提取2h,间歇搅拌,过滤,此操作重复5次。合并5次滤液,在旋转蒸发仪上浓缩至原体积的1/5,加入4倍体积无水乙醇,4℃冰箱中醇沉24h,5000rpm离心10min收集沉淀,依次用无水乙醇、丙酮洗涤2次。将沉淀用一定体积去离子水溶解,sevag法除蛋白至水相和氯仿相交界处无明显蛋白层,减压浓缩干燥,然后根据实验室优化条件进行脱色,透析(3500da),得到戴氏虫草水提多糖,即所述戴氏虫草多糖。
4、经成分分析,本申请所述的戴氏虫草多糖单糖组成包括甘露糖、葡萄糖和半乳糖,摩尔比为5.07:91.12:3.81。
5、本发明的戴氏虫草多糖在门水平上能够降低蓝细菌门(cyanobacteria)和软壁菌门(tenericutes)丰度,在属水平上可显著上调罗氏菌属(roseburia)、厌氧棒杆菌(anaerostipes)和黄杆菌属(flavonifractor)的丰度(p<0.05),下调埃希氏菌属(escherichia)、克雷伯氏菌属(klebsiella)和沙门氏菌属(salmonella)丰度(p<0.05),抑制结肠和血清炎症因子表达,增加短链脂肪酸丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸和戊酸含量,进一步通过上调短链脂肪酸受体gpr41和gpr43的表达,抑制nf-κb/mlck/p-mlc信号通路,促进结肠紧密连接蛋白zo-1和occludin的表达和改善肠道屏障的损伤,调节糖尿病小鼠血糖水平和体重减轻,且通过抗生素清除小鼠肠道菌群后再复制糖尿病小鼠模型并进行药物干预,药效减弱,将戴氏虫草多糖干预后的粪菌移植治疗糖尿病小鼠同样具有治疗效果,目前尚无人报道,为治疗t1dm提供新的治疗药物选择和机制。
6、本发明所述的戴氏虫草多糖具有以下有益效果:
7、1、降低糖尿病小鼠血糖、增加体重、增加胰岛β细胞数量并减少其凋亡。
8、2、抑制结肠和血清炎症因子表达。
9、3、促进短链脂肪酸的含量。
10、4、促进结肠紧密连接蛋白的表达和改善肠道屏障的损伤。
11、5、调节肠道菌群结构。
12、6、研究发现在1型糖尿病(t1dm)中,戴氏虫草多糖400mg/kg/d能够缓解t1dm,进一步对分子机制进行探索。本发明为治疗t1dm提供新的治疗药物选择,相对于目前临床治疗糖尿病的药物,本实验选用药物药食同源,价格低廉,易于推广、接受。
13、本申请所述戴氏虫草多糖可应用于制备调节肠道菌群或降低血糖或促进短链脂肪酸含量或改善肠道屏障损伤的产品中。
14、进一步,所述产品为药品、保健品、功能性食品中的一种。
15、进一步,所述戴氏虫草多糖的使用剂量为50~800mg/kg/d。
16、进一步,所述短链脂肪酸为丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸和戊酸中的至少一种。
1.戴氏虫草多糖,其特征在于:所述戴氏虫草多糖来源于戴氏虫草发酵菌丝,将所述戴氏虫草发酵菌丝进行水浴提取,无水乙醇沉淀,净化、脱色得到所述戴氏虫草多糖。
2.根据权利要求1所述的戴氏虫草多糖,其特征在于:所述戴氏虫草多糖的单糖组成包括甘露糖、葡萄糖和半乳糖,摩尔比为5.07:91.12:3.81。
3.根据权利要求1或2所述戴氏虫草多糖在制备调节肠道菌群或降低血糖或促进短链脂肪酸含量或改善肠道屏障损伤的产品中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:所述产品为药品、保健品、功能性食品中的一种。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:所述戴氏虫草多糖的使用剂量为50~800mg/kg/d。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于:所述短链脂肪酸为丙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸和戊酸中的至少一种。