研究背景:益生元是一種被宿主微生物選擇性利用以賦予健康益處的底物。己有研究證明益生元對不同腸型的腸道菌群的調(diào)節(jié)作用具有差異性。低聚異麥芽糖(Isomalto-oligosaccharides,IMO)作為一種具有益生元功能的寡糖,經(jīng)常被用作調(diào)節(jié)腸道菌群的膳食補充劑。隨著人們生活節(jié)奏加快,飲食種類多樣化,各類腸道疾病的發(fā)病率也隨之上升。腸易激綜合征(Irritable bowel syndrome,IBS)是一組持續(xù)或間歇發(fā)作的以慢性腹痛,伴隨大便性狀或頻率改變,而缺乏胃腸道結(jié)構(gòu)和生化異常的腸道功能紊亂性疾病。近期的研究表明,大多的IBS患者癥狀和進食有關(guān),限制可酵解的低聚糖、雙糖、單糖和多元醇(fermentable oligosaccharides,disaccharides,monosaccharides and polyols,FODMAPs)攝入可有效緩解改善其消化道癥狀,尤其是腹瀉型腸易激綜合征(IBS-D)患者。因此,益生元在內(nèi)的食品組分對健康人和IBS-D病人的腸道菌群的影響可能不同。研究目的:本課題通過腸道微生物體外批量發(fā)酵模型研究膳食組分對人體腸道微生物的影響。本研究首先通過體外批量發(fā)酵模型,研究健康人的腸道微生物對5種不同聚合度(DP=2-16)的IMO發(fā)酵性能。隨后通過體外批量發(fā)酵模型比較低FODMAPs飲食干預(yù)治療對中國IBS-D患者的影響,探究IBS-D患者在低FODMAPs飲食干預(yù)治療前后代謝情況的差異,探討差異代謝產(chǎn)物在IBS發(fā)病中的作用。研究方法與結(jié)果:首先通過16SrDNA測序鑒定,將11位健康志愿者分為擬桿菌腸型,普雷沃菌腸型(Prevotella-type,P)和混合腸型,后文將擬桿菌腸型與混合腸型歸類為非普雷沃菌腸型(non-Prevotella-type,non-P)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)人腸道菌群對高聚合度的IMO(DP=7-16)的利用與降解受到腸型的影響,相比之下,對低聚合度的IMO(DP=2-6)的利用降解不受腸型影響。16SrDNA測序和qPCR結(jié)果均顯示,在發(fā)酵后的培養(yǎng)基中,非普雷沃菌腸型(non-P)比普雷沃菌腸型(P)存在更明顯促雙歧桿菌增長。然而,接種普雷沃菌腸型樣本的培養(yǎng)基中,丙酸和丁酸的產(chǎn)量明高于非普雷沃菌腸型。此外,基于16SrDNA測序和變性梯度凝膠電泳(DGGE)結(jié)果的主坐標(biāo)軸分析(PCoA)共同顯示,微生物群落組成受IMO的聚合度的影響。通過氣相色譜測定IBS-D患者和健康人的糞便短鏈脂肪酸(ShortChainFatty Acids,SCFA)含量,IBS-D患者糞便中的總酸(P＜0.001)、乙酸(P＜0.001)、丙酸(P＜0.001)的含量都高于健康人。但根據(jù)SCFAs的比例分析,IBS患者的糞便中乙酸比例高于健康人,而健康人的丁酸,異丁酸,戊酸,異戊酸,(異丁酸+異戊酸)的比例顯著高于IBS-D患者,且具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。前期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)糞便中“丙酸-丁酸”含量值可作為IBS患者的診斷標(biāo)準(zhǔn)。本研究結(jié)果為IBS-D患者的“丙酸-丁酸”含量值高于健康人,具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01),與前期研究結(jié)果相似。根據(jù)己有的文獻報道引入SCFA指數(shù)A=(乙酸-丙酸-丁酸)/總SCFAs(%)和SCFA指數(shù)B=異丁酸+異戊酸,研究發(fā)現(xiàn)在飲食干預(yù)治療后,低FODMAPs飲食干預(yù)治療有效組(LDF-E)指數(shù)A下降,而低FODMAPs飲食干預(yù)治療無效組(LFD-N)指數(shù)A上升,而且LFD-E指數(shù)B增殖顯著高于LFD-N,具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。通過體外批量發(fā)酵模型研究患者飲食干預(yù)治療前后的新鮮糞便,檢測發(fā)酵液中SCFAs含量。在飲食干預(yù)后,基礎(chǔ)培養(yǎng)基(YCFA)、脫脂大豆培養(yǎng)基(SOY)、脫脂奶粉培養(yǎng)基(MILK)、低復(fù)合糖培養(yǎng)基(MSSL)和高復(fù)合糖培養(yǎng)基(MSSH)中的LFD-E的指數(shù)A降低幅度比LFD-N明顯,但不具有統(tǒng)計學(xué)意義。在飲食干預(yù)后,LFD-E患者的指數(shù)B升高,且增殖幅度大于LFD-N,特別是在LFD-E組的SOY和MSSH培養(yǎng)基中具有顯著性差異(P＜0.05)。24h氣壓測定結(jié)果顯示,在LFD組中,除了 MUCH培養(yǎng)基,其余培養(yǎng)基中LFD-E干預(yù)后的糞便發(fā)酵氣壓值高于干預(yù)前,但不具有顯著性差異。研究結(jié)論:IMO的聚合度可以調(diào)節(jié)人結(jié)腸微生物的結(jié)構(gòu)和組成。不同腸型的糞便微生物對低聚合度和高聚合度的IMO的反應(yīng)不同,表明不同聚合度的IMO可用作改變?nèi)私Y(jié)腸細菌的干預(yù)底物。在食品組分對IBS-D飲食干預(yù)治療的研究中發(fā)現(xiàn),低FODMAPs飲食干預(yù)治療中國IBS-D有效患者的糞菌SCFAs代謝較無效患者有明顯改變,提示SCFAs代謝可能在IBS的發(fā)病和治療中發(fā)揮重要作用。具體機制需進一步深入研究。
【學(xué)位單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R574.4

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本文編號：2814104