植物乳杆菌Sc52联合牛蒡低聚果糖对2型糖尿病模型小鼠的治疗作用

栾 畅，王宏伟，何忠梅，吕冠薇，段翠翠，赵玉娟，牛春华，李盛钰,*

（1.吉林省农业科学院农产品加工研究所，吉林 长春 130033；2.长春英平药业有限公司，吉林 长春 130033；3.吉林农业大学中药材学院，吉林 长春 130118；4.长春医学高等专科学校教务处，吉林 长春 130031）

植物乳杆菌Sc52联合牛蒡低聚果糖对2型糖尿病模型小鼠的治疗作用

栾 畅1，王宏伟2，何忠梅3，吕冠薇4，段翠翠1，赵玉娟1，牛春华1，李盛钰1,*

（1.吉林省农业科学院农产品加工研究所，吉林 长春 130033；2.长春英平药业有限公司，吉林 长春 130033；3.吉林农业大学中药材学院，吉林 长春 130118；4.长春医学高等专科学校教务处，吉林 长春 130031）

目的：研究植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）Sc52和牛蒡低聚果糖（burdock fructooligosaccharide，BFO）联合使用对2型糖尿病小鼠的治疗作用。方法：高脂饲料结合链脲佐菌素（streptozocin，STZ）建立2型糖尿病小鼠模型，分成6 组，各组连续4 周接受不同处理，实验结束后测定小鼠空腹血糖含量、血糖曲线下面积，血清中脂质、胰岛素和炎症因子水平等相关生化指标；分析小鼠粪便中短链脂肪酸含量及主要菌群数量。结果：Sc52+BFO组合能够抑制小鼠血清中总胆固醇（total cholesterol，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、内毒素（endotoxin，ET）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）水平的升高，明显提升血清中高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、胰岛素（insulin，INS）水平；Sc52+BFO组合还能提高小鼠肠道中乙酸、丙酸、丁酸含量，降低乳酸含量；促进小鼠肠道中乳杆菌、双歧杆菌的生长，抑制肠球菌、肠杆菌、产气荚膜梭菌等有害微生物的生长，且Sc52+BFO组合治疗糖尿病的效果优于单独使用BFO和Sc52。结论：植物乳杆菌Sc52和BFO联合使用能够调节小鼠肠道菌群平衡、降低血糖血脂含量、抑制炎症因子表达，提高2型糖尿病小鼠胰岛素水平。

植物乳杆菌；牛蒡低聚果糖；2型糖尿病；肠道菌群；肥胖

糖尿病是一类复杂的内分泌系统代谢紊乱疾病，糖尿病患者中，2型糖尿病所占比例超过90%，其发病率逐年增加，是严重威胁人类健康的世界性公共卫生问题[1]。2型糖尿病患者不能有效利用胰岛素或形成胰岛素耐受，进而引起体内糖、脂肪、蛋白质等代谢系乱，长期发展进而导致器官功能障碍和衰竭[2]。临床上治疗糖尿病以口服胰岛素增敏剂、促胰岛素分泌剂和α-糖苷酶抑制剂为主。但是长期使用这些药物会产生腹胀、气胀、腹泻等严重的副作用[3-4]。近年来，研究发现摄入乳酸菌能够预防并治疗2型糖尿病而不引起副作用。乳酸菌治疗2型糖尿病的主要机制有：改善肠道菌群平衡，通过增加有益菌数量并抑制有害菌增殖，减少肠道内毒素水平、改善肠道通透性、抑制炎症因子的释放、提高胰岛素敏感性从而调节机体糖代谢[5-7]；提高肠道菌群分泌β-半乳糖苷酶、乳糖酶、α-葡萄糖苷酶及蔗糖酶等的活性，促进体内对糖的消化利用、降低血糖水平；调节脂肪代谢相关基因的表达，抑制机体脂肪合成、促进脂肪转化和分解、增加胰岛素敏感性[8-9]；以及通过体内发酵产生短链脂肪酸，调节机体免疫力，或直接诱导抗炎因子的产生，降低肠道炎症发生，有效缓解2型糖尿病症状[10-12]。

牛蒡低聚果糖（burdock fructooligosaccharide，BFO）是从牛蒡根中提出的水溶性菊糖型低聚糖，由12 个呋喃果糖以β-(2→1)糖苷键相连，在末端以α-(1→2)糖苷键连接1个吡喃葡萄糖构成[13]。研究发现牛蒡低聚果糖具有广泛的生理活性，能明显降低血脂水平、提高机体的免疫力、促进双歧杆菌的生长、调节肠道微生态的平衡和抑制肿瘤细胞[14-17]。最新的研究表明，从牛蒡根中提取的牛蒡多糖ALP1在体外对α-葡萄糖苷酶活性有较强的抑制作用，在体内能明显降低糖尿病小鼠的空腹血糖水平，改善小鼠葡萄糖耐受能力和胰岛组织的病变，减少体内氧化损伤[18]。牛蒡根水提取物能显著降低高脂血症大鼠血清胆固醇水平，改善脂肪代谢紊乱，减少主动脉弓内膜下脂质的沉积，抑制动脉粥样硬化[19]。另外有研究表明，BFO具有良好的益生元作用，能够显著促进乳酸菌的增殖[20]。

植物乳杆菌Sc52是从传统发酵食品中分离鉴定的一株新菌株，具有潜在的益生特性。前期实验证明，该菌株能有效利用BFO作为益生元[21]，因此本研究探讨二者联合使用对高脂饲料结合链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）诱导型糖尿病模型小鼠的治疗作用及其机制。

1 材料与方法

1.1 菌株与培养基

菌株Sc52，自吉林长白山区发酵酸菜中分离获得，经API 50CHL生化反应和16S rDNA序列扩增比对鉴定为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum），在添加20%（V/V）甘油的MRS培养基中－80 ℃冻干保存。菌株接入MRS液体培养基中，37 ℃培养18 h，3 000 r/min、4 ℃离心10 min，弃上清液，菌泥用无菌生理盐水配制成菌悬液，根据其OD600nm及平板计数结果，调整菌数为1010CFU/mL备用[22]。

MRS（deMan, Rogosa and Sharpe）基础培养基、胰胨-亚硫酸盐-环丝氨酸琼脂（tryptose sulfite cycloserine agar base，TSC）培养基、双歧杆菌琼脂（deMan, Rogosa and Sharpe, nalidixic acid, neomycin sulfate, lithium chloride, and paromomycin sulfate，MRS+NNLP）培养基、肠道菌计数琼脂（violet red bile dextrose agar，VRBDA）培养基、LBS（Lactobacillus selection）琼脂培养基、胆盐-七叶苷-叠氮钠琼脂（Bile Esculin Azide Agar，BEA）培养基 青岛高科技工业园海博生物技术有限公司。

1.2 材料与试剂

牛蒡低聚果糖（食品级，纯度≥95%） 山东烟台罗西亚保健用品有限公司；盐酸二甲双胍 中美上海施贵宝制药有限公司；链脲佐菌素（streptozotocin，STZ） 美国Sigma公司；乙酸、丙酸、丁酸、乳酸标准品均为色谱纯 上海晶纯生化科技股份有限公司；小鼠血清总胆固醇（total cholesterol，TC）酶联免疫吸附检测（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）试剂盒、甘油三酯（triglyceride，TG）ELISA试剂盒、高密度脂蛋白胆固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）ELISA试剂盒、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）ELISA试剂盒、胰岛素（insulin，INS）ELISA试剂盒、内毒素（endotoxin，ET）ELISA试剂盒、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）ELISA试剂盒、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）ELISA试剂盒 南京建成生物工程研究所。

1.3 仪器与设备

Sorvall Evolotion RC型高速冷冻离心机 美国Thermo公司；HZQ-Q型电热恒温培养箱 上海一恒实验设备有限公司；ELx800型全自动酶标仪 美国BioTek公司；卓越型血糖仪 德国Roche诊断有限公司；GC 7890A型气相色谱仪 美国Agilent技术有限公司。

1.4 糖尿病小鼠模型建立及分组

SPF级健康雄性C57BL/6J小鼠200 只，4～5 周龄，体质量15～17 g，由吉林大学动物实验中心提供。基础饲料成分（以下均为质量分数）：粗蛋白20%、粗脂肪4%、粗纤维5%、粗灰分8%、水分10%、钙10%、磷1%、赖氨酸1%。高脂饲料成分（以下均为质量分数）：基础饲料75%、猪油10%、蛋黄粉10%、胆盐5%。动物分组、饲喂及造模方法如表1所示。

表1 小鼠分组、饲喂及造模方法Table 1 Grouping, feeding and model construction of mice

1.5 指标测定方法

1.5.1 小鼠体质量测定

从第10周小鼠造模成功开始，治疗期间每周称量小鼠体质量。

1.5.2 空腹血糖含量测定

从第10周小鼠造模成功开始，治疗期间用罗氏血糖仪测定小鼠空腹血糖值，每周测定1 次。

1.5.3 口服葡萄糖耐量实验

第14周治疗结束后，小鼠空腹12 h，灌胃葡萄糖溶液（2 g/kg）。分别在0、30、60、90、120 min后测定小鼠血糖值，并按照下式计算血糖曲线下面积（area under the curve，AUC）[23]。

AUC/（mmol·h/L）＝1/2（G0+G30）×30+1/2（G30+G60）×30+1/2（G60+G90）×30+1/2（G90+ G120）×30

式中：G0～G120分别为0～120 min时小鼠的血糖值/（mmol/L）；30表示测定间隔时间/min。

1.5.4 血清指标检测

第14周口服葡萄糖耐量实验结束后，摘取小鼠眼球取血，血液室温凝固60 min，3 000 r/min离心15 min，收集上清液分装于试管中，置于－80 ℃冰箱中保存。参照ELISA试剂盒说明书方法测定血清中TC、TG、LDL-C、HDL-C、INS、ET、TNF-α、IL-6含量。

1.5.5 短链脂肪酸含量测定

取血后脱颈处死小鼠，取结肠内容物0.1 g，加蒸馏水5 mL溶解并振荡2 h，12 000 r/min离心10 min。取上清液2 mL采用0.45 μm滤膜过滤，加入0.4 mL质量分数为50%的H2SO4，再加入2.0 mL乙醚，振荡30 次后12 000 r/min离心5 min，置于4 ℃冰箱中30 min，取上层乙醚溶液进行气相分析[24]。测定采用外标法，用乙酸、丙酸、丁酸和乳酸作标准曲线。气相色谱测定条件：DB-FFAP色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。升温程序：初温120 ℃，维持5 min，以15 ℃/min速率升温到250 ℃，保持1 min。FID温度：280 ℃；载气：氮气，分流比：10∶1，流速：2.0 mL/min；待测样品进样体积：2 μL[25]。

1.5.6 小鼠肠道菌群计数

分别于第10、12、14周以及第15周（停止灌胃后1 周），每组取小鼠3 只，脱颈处死，无菌条件下取小鼠成形肠内容物于试管内，无菌生理盐水梯度稀释，分别取50 µL涂布于LBS、MRS+NNLP、VRBDA、BEA、TSC琼脂平板，每个稀释度做3 个平行，37 ℃培养24～48 h，分别检测乳杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、肠球菌和产气荚膜梭菌数量。以显微镜镜检、革兰氏染色等方法鉴定目标菌落，并进行菌落计数[26]。

1.6 数据统计分析

2 结果与分析

2.1 2型糖尿病动物模型的建立情况

根据1.4节方法，SPF级健康雄性C57BL/6J小鼠200 只，基础饲料适应性喂养1 周。随机选取20 只小鼠作为正常对照组给予基础饲料喂养，其余180 只喂养高脂饲料8 周。于第9周结束时称量小鼠体质量，体质量增加量超过正常对照组均值20%为肥胖模型小鼠，去除造模不成功小鼠。造模过程中有146 只小鼠体质量达到标准，建模成功率为81.11%；4 只小鼠意外死亡；30 只小鼠未达到肥胖标准。实验第10周小鼠空腹12 h，一次性腹腔注射STZ 30 mg/kg。1 周后，测定小鼠FBG，连续两次测定FBG≥11.1 mmol/L即判定为造成2型糖尿病模型，去除造模不成功小鼠。造模过程中有117 只小鼠FBG达到2型糖尿病模型标准，建模成功率为80.14%；由于小鼠的个体差异，腹腔注射STZ后血糖突然升高或发生酮症酸中毒，造成7 只小鼠死亡；22 只小鼠未达到FBG≥11.1 mmol/L的指标。每组保留20 只小鼠进行下一步实验，去除多余小鼠。

2.2 对2型糖尿病模型小鼠体质量的影响

表2 植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖联合使用对2型糖尿病模型小鼠体质量的影响（x±s，n＝11）Table 2 Effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO on body weight in mice model of type 2 diabetes (x±s,n= 11)

由表2可知，与正常对照组相比，高脂饲料结合STZ诱导使得小鼠体质量明显升高。治疗期间，正常对照组小鼠的体质量持续上升，其余各组小鼠的体质量均逐渐下降。到第14周，与模型组相比，阳性对照组和BFO+Sc52组小鼠的体质量均显著降低（P＜0.05）。结果表明BFO和Sc52联合使用对小鼠体质量的降低作用优于单独使用Sc52或BFO。

2.3 对2型糖尿病模型小鼠FBG的影响

表3 植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖联合使用对2型糖尿病模型小鼠FBG的影响（x±s，n＝11）Table 3 Effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO on fasting blood glucose in mice model of type 2 diabetes (x±s,n= 11)

如表3所示，成功造成2型糖尿病模型后（第10周）小鼠FBG明显升高。治疗期间，各给药组小鼠FBG均呈下降趋势。BFO组小鼠FBG在第12～13周开始得到了明显的抑制，到第14周FBG降到7.44 mmol/L，与模型组相比有极显著差异（P＜0.01）。Sc52组小鼠FBG在第12、13、14周显著下降，第14周时FBG降到8.45 mmol/L。BFO+Sc52组在第11～12周FBG下降趋势并不明显，第13周下降趋势明显，到第14周BFO+Sc52组小鼠FBG降至6.93 mmol/L，与模型组相比均有极显著差异（P＜0.01）。以上结果表明，Sc52和BFO对2型糖尿病小鼠高血糖症有治疗作用，BFO和Sc52联合使用能显著降低小鼠的FBG，且效果优于单独使用Sc52或BFO。

2.4 对2型糖尿病模型小鼠口服葡萄糖耐量的影响

tolerance dose in mice model of type 2 diabetes(x ± s, n= 11)图1植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖联合使用对2型糖尿病模型小鼠口服葡萄糖耐量的影响（x±s，n＝11）Fig.1 Effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO on glucose

如图1所示，各组小鼠血糖值在灌胃葡萄糖后30 min达到峰值。BFO组小鼠餐后血糖值在30～60 min下降较缓慢，在60～90 min时快速下降，120 min时降至8.65 mmol/L。Sc52组小鼠的血糖值下降速率较均匀，120 min时血糖值降至10.72 mmol/L，与模型组相比有显著差异（P＜0.05）。BFO+Sc52组小鼠在30～60 min血糖值迅速降低，到120 min时恢复到7.08 mmol/L，与模型组相比有极显著差异（P＜0.01）。

图2 植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖联合使用对2型糖尿病模型小鼠血糖曲线下面积的影响（x±s，n＝11）Fig.2 Effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO on glucose area under the curve in mice model of type 2 diabetes (x ± s, n= 11)

如图2所示，BFO组和BFO+Sc52组小鼠的血糖曲线下面积明显低于模型组，且差异极显著（P＜0.01）。以上结果表明，Sc52和BFO能明显改善2型糖尿病小鼠葡萄糖耐受不良的情况，BFO和Sc52联合使用对小鼠餐后血糖的降低作用优于单独使用Sc52或BFO，且效果与阳性药物盐酸二甲双胍相当。

2.5 对2型糖尿病模型小鼠血脂水平的影响

表4 植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖联合使用对2型糖尿病模型小鼠血脂水平的影响（x±s，n＝11）Table 4 Effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO on serum lipids in mice model of type 2 diabetes (x±s,n= 11) mmol/L

如表4所示，用STZ诱导小鼠造成2型糖尿病后，模型组小鼠血清中TC、TG、LDL-C含量明显高于正常对照组，HDL-C含量明显低于正常对照组，这是由于2型糖尿病引起了小鼠体内代谢紊乱。灌胃Sc52和BFO治疗后，小鼠高血脂的症状得到缓解。BFO组、BFO+Sc52组小鼠血清中TC、TG含量显著或极显著下降（P＜0.05或P＜0.01）。BFO组和BFO+Sc52组小鼠血清中HDL-C水平与模型组相比明显提高（P＜0.01），LDL-C水平有不同程度降低（P＜0.05或P＜0.01）。以上结果表明，BFO能明显改善2型糖尿病小鼠高血脂症状，BFO和Sc52联合使用能明显降低小鼠血清中TC、TG、LDL-C含量，提高HDL-C含量。

2.6 对2型糖尿病模型小鼠血清中INS、ET、TNF-α和IL-6水平的影响

表5 植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖联合使用对2型糖尿病模型小鼠血清中INS、ET、TNF-α、IL-6水平的影响（x±s，n＝11）Table 5 Effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO on serum INS, ET, TNF-αand IL-6 in mice model of type 2 diabetes (x±s,n= 11)

如表5所示，治疗期间，各给药组小鼠血清中INS含量有不同程度上升，与模型组相比，阳性对照组、BFO组和BFO+Sc52组小鼠血清INS含量极显著上升（P＜0.01）。BFO组、Sc52组和BFO+Sc52组小鼠血清中ET水平明显下降，与模型组相比，Sc52组差异达到极显著水平（P＜0.01）。2型糖尿病会导致小鼠体内慢性炎症，提高血清中TNF-α、IL-6含量。治疗期间，各给药组小鼠血清中TNF-α含量均有明显下降，与模型组相比，Sc52组和BFO+Sc52组小鼠血清TNF-α含量均极显著下降（P＜0.01）。与模型组相比，阳性对照组、BFO组和BFO+Sc52组小鼠血清中IL-6水平极显著下降（P＜0.01）。以上结果表明，Sc52和BFO能不同程度地使2型糖尿病小鼠血清中INS水平升高、ET水平降低，缓解机体慢性炎症，降低TNF-α、IL-6含量。

2.7 对2型糖尿病模型小鼠肠道中短链脂肪酸含量的影响

表6 植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖联合使用对2型糖尿病模型小鼠肠道中短链脂肪酸含量的影响（x±s，n＝11）Table 6 Effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO on SCFA in mice model of type 2 diabetes (x ± s, n= 11)mg/mL

如表6所示，2型糖尿病模型组小鼠的肠道平衡受到破坏，肠道中短链脂肪酸的总量明显下降。治疗期间，各给药组小鼠肠道中乙酸、丙酸、丁酸含量提高，乳酸含量下降。BFO组小鼠肠道中乙酸含量上升到1.74 mg/mL，与模型组相比差异显著（P＜0.05）。与模型组相比，Sc52组小鼠肠道中短链脂肪酸产量的变化并不显著。BFO+Sc52组小鼠肠道中短链脂肪酸总量最高，为2.69 mg/mL，其中乙酸含量1.82 mg/mL，丁酸含量0.38 mg/mL，与模型组相比均有极显著差异（P＜0.01）。以上结果表明，单纯使用Sc52或BFO能改善2型糖尿病小鼠肠道中短链脂肪酸含量，但效果不如BFO和Sc52联合使用。

2.8 对2型糖尿病模型小鼠肠道菌群的影响

图3 植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖联合使用对2型糖尿病模型小鼠肠道菌群的影响（x±s，n＝ 11）Fig.3 Effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO on intestinalmicroflora in mice model of type 2 diabetes(x±s,n= 11)

图3显示了2型糖尿病小鼠灌胃Sc52和BFO后肠道中乳杆菌、双歧杆菌、肠杆菌、肠球菌和产气荚膜梭菌的数量。治疗期间，各给药组小鼠粪便中乳杆菌和双歧杆菌的数量随着灌胃时间的延长逐渐增加。到第14周，乳杆菌和双歧杆菌数量基本恢复到正常对照组水平。在停止灌胃后，小鼠粪便中乳杆菌和双歧杆菌的数量稍有下降，但下降趋势不明显。各给药组小鼠粪便中肠杆菌、肠球菌和产气荚膜梭菌的数量随着治疗时间的延长逐渐下降。第14周治疗结束时，各给药组小鼠粪便中肠杆菌、肠球菌和产气荚膜梭菌数量基本恢复到正常对照组组水平，在停止灌胃后，菌群数量没有发生明显变化。以上结果表明，Sc52和BFO能改善2型糖尿病小鼠肠道失调，促进乳杆菌和双歧杆菌增殖，抑制肠杆菌、肠球菌和产气荚膜梭菌生长，BFO+Sc52组合效果最好。

3 讨 论

肥胖引起糖类和脂类的代谢紊乱，是诱发2型糖尿病的重要因素。一些文献报道，外源性摄入乳杆菌和双歧杆菌能不同程度改善2型糖尿病模型小鼠高血糖症和葡萄糖耐受不良，主要通过抑制血清中总胆固醇、甘油三酯等相关血脂水平的升高，缓解胰岛素抵抗症状[27-31]。本研究结果也同样证明，高脂饲料配合一定剂量的STZ，诱导2型糖尿病模型小鼠出现了明显的肥胖和胰岛素抵抗症状。植物乳杆菌Sc52和牛蒡低聚果糖BFO单独使用均能在一定程度上降低总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇水平，同时升高高密度脂蛋白水平，改善2型糖尿病模型小鼠的肥胖、血脂紊乱及胰岛素分泌过低等状况，而二者联合使用，降血脂作用显著增强，说明二者可能存在协同增效作用。Lappi等[32]的研究同样表明，与单纯使用低聚糖治疗2型糖尿病相比，乳酸菌配合低聚糖治疗能增加肠道菌群的数量、维护肠道平衡及通透性、降低炎症因子和氧化应激对肝脏和全身的影响。

肠道菌群组成的改变与饮食诱导型肥胖及相关的胰岛素抵抗、糖尿病的发生有关。对宿主肠道菌群进行干预调节，会选择性地增加小鼠肠道益生菌的数量，可改善高脂饮食诱导的肥胖和糖尿病。对宿主肠道菌群进行干预，调节肠道菌群平衡，对具有代谢紊乱倾向者有预防和治疗的作用。张勇[33]的研究表明，益生菌L. casei Zhang可以预防和改善2型糖尿病大鼠血糖耐量受损，显著提高肠道乳杆菌和双歧杆菌数量，显著降低肠道梭菌数量和肝糖原含量，并能够降低大鼠血糖和胰岛素水平，从而有效地预防2型糖尿病及相关并发症。Amar等[31]研究表明109CFU/mL的双歧乳杆菌420能有效降低2型糖尿小鼠小肠中不同部位的大肠杆菌数量，提高对葡萄糖耐受能力，降低胰岛素抵抗作用。从本实验中BFO和植物乳杆菌Sc52联合治疗2型糖尿病小鼠的结果可以看出，BFO作为一种非消化性低聚糖，在肠道中被植物乳杆菌Sc52消化利用，同时能够调整相关微生物在肠道内的占位定殖。经BFO和Sc52治疗后，小鼠肠道中乳杆菌、双歧杆菌两种主要益生菌数量明显升高，与其他厌氧菌群一起形成生物屏障，抑制肠杆菌、肠球菌等致病菌的定殖，调整肠道微生物平衡。增殖的肠道菌群在结肠处发酵产生大量的短链脂肪酸，调整血脂的代谢。另外，肠道菌群的新陈代谢参与宿主能量的提取与贮存，肠道菌群的改变有可能导致宿主代谢失调，有利于能量的获得及相关的炎症反应的启动。近来研究显示，肠道菌群结构失调导致宿主循环系统中内毒素增加，诱发慢性炎症反应，导致肥胖和胰岛素抵抗。TNF-α是在脂肪组织中发现的第一个联系肥胖与慢性系统炎性的炎性分子。IL-6是胰岛素抵抗的重要炎性标记。本研究发现，植物乳杆菌Sc52和BFO单独或联合使用，可降低宿主血清内毒素水平，降低血清及脂肪组织的促炎细胞因子水平，从而改善低度炎症状态和胰岛素水平。

综上所述，本研究评价了植物乳杆菌Sc52和BFO单独或联合使用对高脂饲料和STZ诱导2型糖尿病模型小鼠的改善作用。Sc52和BFO单独或联合使用均能明显降低小鼠空腹血糖值，改善口服葡萄糖耐量，降低血清胆固醇水平，调节脂类代谢紊乱，降低机体内毒素及炎症因子的水平；并通过调节肠道微生物平衡，促进肠道益生菌生长，抑制有害微生物繁殖，增加肠道短链脂肪酸含量，从而治疗糖尿病。Sc52和BFO联合使用对2型糖尿病的改善作用优于二者单独使用的效果。

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Therapeutic Effect of Burdock Fructooligosaccharide Combined With Lactobacillus plantarum Sc52 on Type 2 Diabetic Mouse Model

LUAN Chang1, WANG Hongwei2, HE Zhongmei3, LÜ Guanwei4, DUAN Cuicui1, ZHAO Yujuan1, NIU Chunhua1, LI Shengyu1,*
(1. Institute of Agro-food Technology, Jilin Academy of Agricultural Sciences, Changchun 130033, China; 2. Changchun Yingping Pharmaceutical Co. Ltd., Changchun 130033, China; 3. College of Traditional Chinese Medicine Materials, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China; 4. Educational Administration Department, Changchun Medical College, Changchun 130031, China)

Objective: To explore the therapeutic effect of burdock fructooligosaccharide (BFO) combined with Lactobacillus plantarum Sc52 on mice with type 2 diabetes induced by high-fat diet and streptozocin (STZ). Methods: C57BL/6J mice were intraperitoneally injected with STZ and fed with high-fat diet to establish a mouse model of type 2 diabetes. Then, Sc52, BFO and Sc52 combined with BFO were respectively given to mice by gavage for 4 consecutive weeks. The fasting blood glucose and tolerance dose were measured by Glucose Test Strips, serum lipids, INS, inflammatory factors and other biochemical indicators were also tested by kits, the contents of short-chain fatty acids were determined by gas chromatography and the major intestinal bacteria in feces were counted by coated plates. Results: L. plantarum Sc52 and BFO alone or in combination could inhibit the elevation of TC, TG, LDL-C, ET, TNF-α and IL-6 in serum and significantly increase HDL-C and INS levels in serum. The contents of acetic acid, propionic acid and butyric acid in intestine were raised but the content of lactic acid was decreased. L. plantarum Sc52 combined with BFO could promote the growth of Lactobacillus and Bifidobacterium, and inhibit the growth of Enterobacilli, Enterococcus, Clostridium perfringens and otherharmful bacteria in the intestine of mice. The therapeutic effect of L. plantarum Sc52 combined with BFO was better than that either of them alone. Conclusion: L. plantarum Sc52 combined with BFO may improve insulin in a mouse model of type 2 diabetes by regulating the balance of intestinal flora in mice, decreasing the concentrations of blood glucose and serum lipids and inhibiting inflammatory cytokines.

Lactobacillus plantarum; burdock fructooligosaccharide; type 2 diabetes; intestinal microflora; obesity

R587.1；Q939.117

A

1002-6630（2015）21-0214-07

10.7506/spkx1002-6630-201521040

2014-12-22

国家现代农业（奶牛）产业技术体系建设专项（CARS-37）；吉林省科技厅成果转化项目（20115026）；吉林省世行贷款农产品质量安全项目（2011-Y35）；吉林省农业科技创新工程重大产业技术领域关键技术研究项目（c42070302）；吉林省教育厅“十二五”科技项目（2014第42号）；吉林省科技发展医药产业推进计划项目（2040311050yy）

栾畅（1989—），女，硕士研究生，主要从事功能性益生菌的筛选与评价研究。E-mail：luanchang6789@163.com

*通信作者：李盛钰（1977—），男，副研究员，博士，主要从事发酵食品及乳品加工研究。E-mail：lisy720@126.com