文章题目：Synergistic effects of alginate oligosaccharide and cyanidin-3-O-glucoside on the amelioration of intestinal barrier function in mice

发表期刊：Food Science and Human Wellness

影响因子：7.4（2025）

通讯单位：厦门大学，大连理工大学

研究背景

        在维护人体健康的过程中，肠道扮演着消化吸收与免疫防御的双重关键角色，而肠屏障功能的稳定更是保障肠道健康的核心。随着对膳食活性物质研究的深入，膳食纤维中的低聚糖与植物中的多酚类物质逐渐成为关注焦点。

        该研究选取 6 周龄雄性 ICR 小鼠，分为对照组（生理盐水灌胃）、AOS 组（75mg/(kg・day) ）、C3G 组（25mg/(kg・day)）以及AOS+C3G 组（ 75mg/(kg・day) AOS + 25mg/(kg・day) C3G ），通过组织学检查、ELISA 检测、16S rDNA 高通量测序等方法，从体重与内脏指数、肠上皮屏障、肠黏液屏障、肠黏膜免疫及肠道菌群等多个维度，系统评估 AOS 与 C3G 对小鼠肠道健康的影响。

        一、免疫器官功能提升

        实验结果显示，在 28 天的膳食干预期间，所有组别的小鼠体重均稳步增长，组间无显著差异（图 1A），这表明 AOS、C3G 及其混合物在实验剂量下不会对小鼠的正常生长造成不良影响。然而，在免疫器官指数方面，与对照组相比，AOS 组、C3G 组及 AOS+C3G组的脾脏指数均有不同程度提升，同时 C3G 组和AOS+C3G 组的胸腺指数也显著升高（图 1B、C）。脾脏和胸腺作为重要的免疫器官，其指数的提升意味着 AOS 与 C3G 可能通过增强免疫器官功能，为肠道免疫防御提供支持，且二者联合使用在胸腺指数提升方面表现出一定的协同趋势。

图1 AOS、C3G及AOS + C3G对小鼠体重和内脏指数的影响

        二、肠上皮屏障：结构与功能双重优化

        肠上皮屏障是肠道抵御外界有害物质入侵的重要防线，其完整性与肠道健康密切相关。研究通过组织学检查发现，各实验组小鼠空肠结构完整，无炎症细胞浸润，绒毛排列整齐，且 AOS 组、C3G 组及AOS+C3G 组的绒毛高度与隐窝深度比值（V/C）均显著高于对照组，其中 AOS+C3G 组的 V/C 比值最高（图 2B）。V/C 比值是反映小肠吸收能力的重要指标，该结果表明 AOS 与 C3G 能够改善小肠黏膜形态，提升肠道吸收功能，且二者协同作用效果更优。

        从分子水平来看，肠上皮细胞间的紧密连接蛋白（如 claudin-1、occludin、ZO-1）是维持肠上皮屏障完整性的关键。实验数据显示，AOS 和 C3G 单独使用时均能有效上调这些紧密连接蛋白的表达，而 AOS 与 C3G 联合使用时，claudin-1和 occludin 的表达水平进一步提高（图 2C-E）。此外，作为肠道通透性的重要标志物，血清 D -乳酸水平在各实验组中均显著降低，且 AOS+C3G 组降低幅度最大（图 2F）。这一系列结果充分证明，AOS 与 C3G 协同作用能够更有效地增强肠上皮屏障功能，降低肠道通透性，减少有害物质进入血液循环。

图2 C3G、AOS及AOS + C3G对肠上皮屏障的影响

        三、肠黏液屏障：黏液分泌与抗菌能力增强

        肠黏液屏障是肠道的第一道物理防线，主要由杯状细胞分泌的黏液构成，其中黏蛋白- 2（mucin-2）是黏液凝胶的主要结构成分，β-防御素则具有抗菌作用。研究通过 PAS 染色发现，AOS 组、C3G 组及 AOS+C3G 组小鼠结肠中的杯状细胞数量和黏液层黏蛋白面积占比均显著高于对照组（图3B、C）。同时，各实验组肠道黏液中 mucin-2和 β-防御素的水平也有所提升，且 AOS+C3G 组的提升幅度最为明显（图 3D、E）。这些结果表明，AOS 与 C3G 能够促进杯状细胞分泌黏液，增加抗菌物质含量，从而增强肠黏液屏障的防御能力，且二者协同作用可使这一效果得到进一步强化。

图3 C3G、AOS及AOS + C3G对肠道黏液屏障功能的影响

        四、肠黏膜免疫：免疫分子分泌显著增加

        肠黏膜免疫系统是肠道免疫防御的重要组成部分，分泌型免疫球蛋白A（sIgA）和多种细胞因子在维持肠道免疫稳态中发挥关键作用。实验结果显示，与对照组相比，AOS组和 C3G 组小鼠肠道组织中 sIgA的分泌水平显著升高，而 AOS 与 C3G 联合使用时，sIgA的分泌量大幅增加（图 4A）。sIgA 能够中和肠道内的细菌毒素，阻止病原体黏附于肠黏膜表面，其分泌量的增加意味着肠道黏膜免疫防御能力的增强。

        在细胞因子方面，AOS组、C3G 组及 AOS+C3G 组肠道组织中 IL-4、IL-10、IL-22 和 IFN-γ 等免疫相关细胞因子的表达水平均显著高于对照组，其中 AOS+C3G 组中 IL-4、IL-10和 IL-22的表达水平接近对照组的两倍（图 4B-E）。这些细胞因子在调节免疫反应、抑制炎症、维持肠道免疫平衡等方面发挥重要作用，其表达水平的提升进一步证明 AOS 与 C3G 协同作用能够更有效地增强肠黏膜免疫功能，为肠道健康提供更强大的免疫保护。

图4 AOS、C3G及AOS + C3G对肠道免疫细胞因子的影响

        五、肠道菌群：菌群结构正向优化

        肠道菌群的平衡对肠道健康至关重要，有益菌的增加和有害菌的减少有助于维持肠道微生态稳态。研究通过16S rDNA高通量测序分析发现，在门水平上，各组小鼠肠道菌群中厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）占比最高，且C3G组和 AOS+C3G组的厚壁菌门与拟杆菌门比值（F/B）显著低于对照组（图 5C）。F/B比值与肥胖等代谢性疾病密切相关，该结果提示C3G可能具有潜在的调节代谢功能。

        在属水平上，AOS 和 C3G 单独使用时，分别对不同的有益菌具有促进作用，如 AOS 有利于Lachnospiraceae的生长，C3G 则能促进Akkermansia和 Feacalibaculum的增殖。而AOS与C3G联合使用时，能够同时促进 Akkermansia、Feacalibaculum和Lachnospiraceae这三种有益菌的生长（图 5E-G）。此外，对于Helicobacter和Turicibacter等有害菌，AOS 和 C3G 单独使用时均能起到一定的抑制作用，而AOS+C3G组的抑制效果最为显著（图 5H、I）。这些结果表明，AOS与C3G能够协同调节肠道菌群结构，促进有益菌生长，抑制有害菌增殖，从而改善肠道微生态环境。

图5 C3G、AOS及AOS + C3G对肠道菌群组成的影响

总结

        综上所述，该研究通过系统的小鼠实验，从体重与免疫器官指数、肠上皮屏障、肠黏液屏障、肠黏膜免疫及肠道菌群等多个维度，全面揭示了褐藻寡糖（AOS）与矢车菊素- 3-O -葡萄糖苷（C3G）在改善小鼠肠屏障功能方面的协同作用。二者联合使用时，能够更有效地优化肠道黏膜形态、增强肠上皮和肠黏液屏障功能、提升肠黏膜免疫水平、调节肠道菌群结构，从而更全面地维护肠道健康。

        这一研究成果不仅为深入理解膳食低聚糖与多酚类物质的协同作用机制提供了科学依据，也为通过合理的膳食搭配改善肠道健康、预防肠道相关疾病提供了新的思路和方向。未来，随着相关研究的进一步深入，有望开发出基于 AOS 与 C3G 协同作用的膳食补充剂或功能性食品，为大众肠道健康保驾护航。

        原文链接：https://www.sciopen.com/article/10.1016/j.fshw.2023.03.047

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作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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