论文部分内容阅读
目的:基于现下新冠病毒,已有报道关于新型冠状病毒肺炎合并心血管疾病的治疗中提出使用以红参为主药的注射用益气复脉,其具有降低炎症反应、增强机体免疫力、改善纤维化症状的功效,能够治疗肺源性疾病及慢性阻塞性肺疾病。鲜人参加工为红参后,人参皂苷糖基发生水解而生成一些小分子次级皂苷,这些皂苷在抗肿瘤、抗炎等方面表现了更强的药理活性。因此,本研究选用红参分离纯化原人参三醇型皂苷,旨在研究原人参三醇型皂苷在人肠道菌群的代谢路径及对肠道菌群的影响,从而探讨肠道菌群与原人参三醇型皂苷的相互调节作用,为人参的现代应用提供数据支持。方法:1.原人参三醇型皂苷的提取及分离:依照《中国药典》(2015版)中的煎煮法提取红参样品的活性成分人参总皂苷。通过对D101C大孔树脂进行处理和活化,考察上样浓度、吸附时间和乙醇浓度三个因素,确定原人参三醇型皂苷的分离纯化技术。2.原人参三醇型皂苷与人肠道菌群的离体孵育:收集健康志愿者新鲜粪便,于厌氧工作站中培养,得到人肠道菌群菌液。分别将提取得到的原人参三醇型皂苷组和原人参三醇型皂苷单体与人肠道菌群菌液在厌氧条件下孵育,于0、1、2、4、6、8、12、24、48、60 h取样检测。3.转化产物的鉴定:利用高分离度快速液相色谱-四极杆-飞行时间质谱(Rapidresolution liquid chromatography-quadrupole-time-of-flightmass spectrometry,RRLC-Q-TOF MS)技术分析原人参三醇型皂苷在肠道菌群中的转化产物,在电喷雾负离子扫描模式下进行检测和鉴定。4.转化率的分析:通过超高效液相色谱-三重四极杆质谱(Ultra high performance liquid chromatography-mass spectrometry,UPLC-QQQ MS)联用技术,建立原人参三醇型皂苷及转化产物含量测定的定量分析方法,对原人参三醇型皂苷在肠道菌群的转化产物进行定量分析。5.16S rDNA高通量测序:通过试剂盒提取孵育后菌液中DNA,使用Illumina Hiseq2500平台对纯化的样品进行高通量测序,对肠道微生物的门水平和属水平等进行分析,探讨原人参三醇型皂苷对肠道微生物的影响。结果:1.原人参三醇型皂苷的提取分离:采用《中国药典》(2015版)煎煮法提取红参的活性成分人参总皂苷,从中分离得到了以人参皂苷Re、Rg1为代表的原人参三醇型皂苷组。2.原人参三醇型皂苷在人肠道菌群转化的分析:分别将原人参三醇型单体皂苷(Re、Rg1、Rg2、Rh1、F1、Rf)与提取得到的原人参三醇型皂苷组于人肠道菌群中离体孵育,经检测发现,人参皂苷Re转化产物有5种,分别为人参皂苷Rg1、Rg2、Rh1、F1和PPT,总转化率为91%;人参皂苷Rg1转化产物有3种,分别为人参皂苷Rh1、F1和PPT,总转化率为80%;人参皂苷Rg2转化产物有人参皂苷Rh1和PPT 2种,总转化率为73%;人参皂苷Rh1的转化产物为PPT,转化率为82%;人参皂苷F1的转化产物为PPT,转化率为81%;人参皂苷Rf的转化产物有人参皂苷Rh1和PPT 2种,转化率为89%。原人参三醇型皂苷组中的人参皂苷Re、Rg1在人肠道菌群孵育后,转化产物为Rg2、Rh1、F1和PPT,分析发现在代谢第60 h时,产物Rg2、Rh1、F1、PPT的生成率约6%、12%、11%、56%。3.原人参三醇型皂苷对人肠道菌群影响的分析:分别将原人参三醇型单体皂苷(Re、Rh1、F1)与原人参三醇型皂苷组于人肠道菌群中离体孵育,通过16S rDNA高通量测序分析技术,发现门水平上人肠道菌群物种结构主要以Firmicutes(厚壁菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Proteobacteria(变形菌门)和Actinobacteria(放线菌门)四种优势菌门组成;与空白组比较,原人参三醇型皂苷能够改变肠道菌群的相对丰度,其中Firmicutes相对丰度极显著增加(p<0.01),Bacteroidetes相对丰度极显著性减少(p<0.01);属水平上,原人参三醇型皂苷给药组中Escherichia-Shigella(大肠埃希菌-志贺菌属)相对丰度降低、Dorea(多尔氏菌属)相对丰度增加、Prevotella9(普雷沃菌属)相对丰度增加、Sutterella(萨特菌属)相对丰度降低、Faecalibacterium(粪杆菌属)相对丰度增加、Dialister(小杆菌属)丰度明显增加、Lachnoclostridium(腔隙杆菌属)相对丰度降低。结论:本次研究从红参中分离得到以人参皂苷Re、Rg1为代表的原人参三醇型皂苷组,将原人参三醇型皂苷(Re、Rg1、Rg2、Rh1、F1、Rf)与原人参三醇型皂苷组分别于人肠道菌群中离体孵育,经检测发现原人参三醇型皂苷主要通过脱去C-6位和C-20位糖残基的方式在肠道菌群内进行转化,在转化60 h,人参皂苷Re转化产物有5种,转化途径为Re→Rg2/Rg1→F1/Rh1→PPT,转化率为91%;人参皂苷Rg1转化产物有3种,转化途径为Rg1→F1/Rh1→PPT,转化率为80%;人参皂苷Rg2转化产物有2种,转化途径为Rg2→Rh1→PPT,转化率为73%;人参皂苷Rh1的转化产物为PPT,转化率为82%;人参皂苷F1的转化产物为PPT,转化率为81%;人参皂苷Rf的转化产物有2种,转化途径为Rf→Rh1→PPT,转化率为89%。原人参三醇型皂苷组中的人参皂苷Re、Rg1在人肠道菌群孵育后,转化路径与原人参三醇型皂苷相同,在代谢第60 h时,产物Rg2、Rh1、F1、PPT的生成率约6%、12%、11%、56%。将原人参三醇型皂苷(Re、Rh1、F1)与分离得到的原人参三醇型皂苷组分别于人肠道菌群中离体孵育,通过16S rDNA高通量测序分析技术,发现原人参三醇型皂苷作用于肠道菌群后能够调节肠道菌微生物门水平和属水平的丰度,推测其通过调节菌群微生物的丰度从而对相关的代谢通路产生影响,发挥抗炎症和调节人体免疫的功能。