文章题目：Alginate oligosaccharides alleviates gestational diabetes mellitus through reducing oxidative stress and improving gut microbiota

发表期刊：CytoJournal

影响因子：3.1（2025）

通讯单位：河北省妇幼保健院妇产科

研究背景

        在全球肥胖流行的背景下，妊娠期糖尿病（Gestational diabetes mellitus, GDM）被公认为最常见的妊娠相关并发症，其特征是妊娠期出现糖耐受异常。该疾病与多种不良结局相关，包括早产、剖宫产率增加及子痫前期发生风险升高对母婴健康具有重要影响。氧化应激和肠道菌群失调是导致妊娠期糖尿病的主要因素。褐藻寡糖（AOS）具有抗氧化特性且能够调节肠道菌群平衡，有望成为治疗妊娠期糖尿病的有效方案。在本研究中，研究人员阐明AOS在妊娠期糖尿病中的具体治疗效果，并对其潜在作用机制进行了初步探究。

        1、AOS缓解妊娠期糖尿病相关高脂血症

        选取妊娠期雌性C57BL/6J小鼠，腹腔注射链脲佐菌素成功建立糖尿病模型后，通过灌胃方式给予模型小鼠每日3 mg/kg AOS。WB结果显示，AOS组小鼠的IL-6和TNF-α表达量显著低于对照组（Figure 1a）。此外，与对照组相比，AOS组小鼠的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇水平和动脉粥样硬化指数均显著降低（Figure 1b-f）。这些证实补充AOS可改善妊娠期糖尿病小鼠的生化指标，促进代谢平衡。

Figure 1 AOS alleviates symptoms associated with hyperlipidemia resulting from GDM

        2、AOS减轻妊娠期糖尿病小鼠的氧化应激

        为了评估AOS处理对糖尿病小鼠氧化应激的影响，作者首先评估了小鼠血清和肝脏中丙二醛水平。可以发现，AOS处理导致丙二醛的水平显著降低，与虾青素处理组的趋势一致（Figure 2a and b）。此外，作者还分析了肝脏中关键抗氧化酶-超氧化物歧化酶的活性。与对照组小鼠相比，AOS处理显著改善了妊娠小鼠的抗氧化防御功能；与此同时，AOS处理的对照组小鼠肝脏组织中谷胱甘肽水平显著升高 （Figure 2c-f）。这些结果表明，AOS可减轻妊娠期糖尿病小鼠模型的氧化应激。

Figure 2. AOS mitigates maternal oxidative stress in GDM mice.

        3、AOS激活妊娠期糖尿病小鼠的Nrf2/HO-1信号通路

        Nrf2/HO-1信号通路被认为是抗氧化基因转录和维持氧化还原稳态的关键调节因子。与野生型小鼠相比，糖尿病小鼠细胞核中Nrf2表达增加，表明该通路受到抑制（Figure 3a）。相比之下，给予AOS显著提高了糖尿病小鼠细胞核中Nrf2和HO-1水平（Figure 3b）。

Figure 3. AOS activates the Nrf2/HO-1 signaling pathway in GDM mice

        4、AOS改善肠道菌群失调平衡

        妊娠期糖尿病小鼠粪便菌群多样性和丰度显著降低，补充AOS后，小鼠肠道菌群的Shannon指数、Chao指数和ACE指数均有所升高（Figure 4a-d），表明粪便菌群丰度增加。此外，β多样性分析显示，AOS处理后肠道菌群发生重组：Verrucomicrobia和Akkermansia等有益菌丰度显著增加，而Proteobacteria、Klebsiella、Shigella和Mucispirillum等有害菌丰度显著降低（Figure 4e-l）。因此，AOS能够有效改善糖尿病小鼠肠道菌群失调。

Figure 4. AOS improves the gut microbiota of GDM mice.

        5、AOS恢复胰岛结构、提高妊娠期糖尿病小鼠胰岛素敏感性并恢复胰岛β细胞功能

        在证实AOS可有效改善糖尿病模型小鼠的氧化应激失衡，并能显著提升其肠道菌群α多样性的基础上，作者进一步探索该化合物是否对糖尿病小鼠的病理性损伤具有直接改善作用。研究发现，AOS处理可恢复胰岛结构，表现为胰岛和细胞数量增加、炎症损伤减轻以及胰岛再生改善（Figure 5）。不止于此，AOS组的空腹血糖、空腹胰岛素和胰岛素抵抗指数水平显著降低，胰岛β细胞功能指数和胰岛素敏感性指数升高。

Figure 5. AOS facilitates the regeneration of pancreatic islets and suppresses apoptosis in pancreatic cells.

        6、AOS减轻妊娠期糖尿病小鼠肝脏组织胰岛素抵抗和糖异生

        最后，作者采用RT-qPCR检测了肝脏糖异生相关基因（包括PEPCK、G-6-Pas和GLUT2）的mRNA水平。其中，AOS组的PEPCK和G-6-Pas mRNA表达降低，同时GLUT2 mRNA水平升高（Figure 6）。因此，AOS处理可能有助于减轻妊娠期糖尿病小鼠肝脏组织的胰岛素抵抗和抑制糖异生。

Figure 6. IR and gluconeogenesis are suppressed by AOS treatmen.

总结

        本研究采用药物诱导的妊娠期糖尿病小鼠模型，探讨了AOS对妊娠期糖尿病的影响及其生物学机制。通过评估褐藻寡糖处理后小鼠血糖水平、肠道菌群组成、胰岛素抵抗、胰腺细胞凋亡及肝糖异生的变化，结果表明AOS可通过减轻氧化应激和改善肠道菌群，有效降低妊娠期糖尿病模型小鼠的胰岛素抵抗、胰腺细胞凋亡及肝糖异生。研究结果表明，AOS可能是一种可行的妊娠期糖尿病治疗方案，具有潜在的临床应用价值。

        原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590157525010028

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作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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