太子参对小鼠肠道微环境的影响及其品质评价

作     者：张晟恺 

作者单位：福建农林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：林文雄

授予年度：2020年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：太子参 连作障碍 功能菌肥 肠道微生物 肠道代谢物组 

摘      要：太子参(Radix pseudostellariae),别名孩儿参。是福建特色中药材之一,以块根入药,作用于脾、肺经。临床研究表明,太子参在治疗肺部或肠胃相关疾病方面效果明显。然而,太子参在田间种植过程中存在严重的连作障碍问题:连作会造成太子参植株病虫害增加,产量和品质逐年下降,严重制约了太子参产业的可持续发展。本课题组前期阐述了太子参连作障碍形成的主要原因,并研制出用于减缓连作障碍问题的功能微生物菌肥―FAFU2‖。田间试验表明:―FAFU2‖能有效的改善重茬太子参长势、提高太子参产量。因此,本研究基于前人的基础上,进一步分析了微生物菌肥改良对太子参品质和主效成分的影响,以期为功能微生物菌肥的运用和太子参药理性质研究提供理论基础。结果如下:1、本研究分析了正茬(group Z)、重茬(group C)、菌肥处理(group J)和标准品太子参(group B)四组中多糖、皂苷、氨基酸含量变化。结果表明:总多糖和总皂苷在重茬地太子参中呈现积累的趋势;相比正茬太子参,重茬太子参总多糖增加了1.23倍,总皂苷增加了1.15倍;菌肥改良太子参位于两者之间。其次,除精氨酸外,重茬太子参各氨基酸组分含量均为最低,正茬太子参各氨基酸组分含量均较高,菌肥改良太子参组氨基酸各组分含量均趋近于正茬太子参。2、通过建立免疫抑制小鼠模型,本研究比较了不同处理太子参对小鼠生理生化指标的影响。结果表明:四组处理太子参灌胃均能提高小鼠的免疫器官指数以及全血白细胞含量。其中正茬和标准品太子参在提高小鼠免疫能力方面效果较好,相比模型组(CTX组),白细胞含量在正茬、重茬、菌肥改良太子参中分别提高了1.82、1.66、1.36、1.47倍。重茬和菌肥改良太子参在提高小鼠抗氧化能力方面效果较好,相比CTX组中血清超氧化物歧化酶含量,正茬组和标准品组与其无显著差异,而重茬组和菌肥组与其有显著差异(P≤0.05)且分别提高了1.18、1.16倍。3、采用高通量测序分析太子参对小鼠肠道微生物群落结构的影响。结果如下:太子参灌胃组小鼠肠道优势菌为Bacteroidetes、Firmicutes、Deferribacteres(检出率≥1%);空白组优势菌为Bacteroidetes、Firmicutes(检出率≥1%)。与空白组相比,太子参处理增加Deferribacteres(脱铁杆菌门)、Verrucomicrobia(疣微菌门)、Cyanobacteria(蓝细菌门)和Tenericutes(柔壁菌门)的相对丰度,而TM-7菌门相对丰度减少。属水平结果分析显示,太子参处理增加了Akkermansia(艾克曼菌属)、Mucispirillum、Alistipes、Anaerostipes、Roseburia等有益菌属的丰度,而Staphylococcus(葡萄球菌属)、Dorea、Prevotella、Sutterella、Dehalobacterium等与炎症、高血压、糖尿病和自闭症等相关的潜在致病菌的丰度降低。4、采用非靶代谢组学分析太子参对小鼠肠道代谢物的影响。结果显示:正负离子两种模式下,空白组与太子参处理组肠道代谢物质存在显著差异,其中共有差异代谢物质180个,上调表达的有128个,下调表达的共有52个。共鉴定到31种潜在生物标志物,其中与治疗高血压、糖尿病、前列腺增生的药用成分显著增加,如Alfuzosin(阿夫唑嗪)、Pioglitazone(匹格列酮)、Honokiol(和厚朴酚)等;为机体功能、促进肠道双歧杆菌生长的肠道有益因子显著增加,如Creatine(肌酸)Stachyose(水苏糖)Raffinose(棉籽糖);而Carbamazepine(卡马西平)Cimetidine(西咪替丁)、Phe-Thr等物质显著减少。这些差异代谢物主要涉及以下代谢通路:精氨酸和脯氨酸代谢、ABC转运、维生素的消化和吸收、半乳糖代谢等。综上所述:功能微生物菌肥改良后,重茬太子参的产量得到了提高,其主效成分和含量及药理品质也接近正茬地太子参。长期喂养太子参能提高小鼠肠道有益菌的含量,降低多种与疾病相关的有害菌的含量。其次,太子参能有效提高小鼠肠道多种益生因子,是治疗现代疾病,如高血压、糖尿病、前列腺增生等的潜在药物;同时,也进一步解释了传统中药太子参在调节胃肠功能紊乱方面的药理机制