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乐于官网网页:高敏杰团队吴剑荣老师在Food Research International发表食源粘蛋白中结合唾液酸调节老年人肠道菌群的研究成果(21级硕士生方苏为文章一作)

来源:生物工程乐于官网网页   文图:方苏 审核:聂尧发布时间 :2024-06-03  点击量:

近期,乐于官网网页生物工程乐于官网网页高敏杰团队吴剑荣老师在不同构型唾液酸影响老人肠道菌群群落组成和结构方面研究取得重要进展,研究成果“Sialylation of dietary mucin modulate its digestibility and the gut microbiota of elderly individuals”正式发表于Food Research International (Q1, IF=8.1) (https://doi.org/10.1016/j.foodres.2024.114246)。

唾液酸(Sia)是一类九碳α-酮糖酸,有将近50种衍生物。唾液酸通常位于糖蛋白或糖脂的糖链末端,其中N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)和N-羟乙酰神经氨酸(Neu5Gc)是最常见的两种结构。唾液酸在细胞-细胞、细胞-环境的接触过程中起信号识别、黏附或排斥作用,参与病菌抑制、神经发育、肿瘤迁移、AD发生等生理过程。

粘蛋白是一类高分子量、高度糖基化的唾液酸糖蛋白。人体肠道粘液层富含Muc2粘蛋白,其结合唾液酸可供肠道存在的共生菌和致病菌作为能源。另外,人类膳食如燕窝、卵粘蛋白等富含唾液酸,而且耐受消化酶,可不经消化直达结肠并作用于肠道菌群,促进SCFAs产生,减轻炎症,进而保护肠道屏障。

人口老年化是当前社会严重公共卫生难题。随着机体衰老,老年人自身唾液酸合成不足可能造成肠道唾液酸合成代谢失衡,引发肠道菌群失调,进而影响人体健康。与年轻人相比,老年人肠道菌群丰度下降,并且更容易发生新陈代谢紊乱、慢性炎症增加等问题。一些消化道以及内分泌系统疾病等也可能会导致肠道菌群发生改变。但目前还没有乐于官网网页富含唾液酸食源粘蛋白对老人肠道菌群影响的研究。

吴剑荣老师课题组前期发现富含Neu5Ac的食用燕窝(一种MUC5AC粘蛋白)可以在体外降低孕妇肠道菌群中致病菌如克雷伯氏菌属的丰度,并增加拟杆菌属等益生菌的丰度,而脱去末端唾液酸则失去益生效果。为了进一步探究不同构型唾液酸聚糖与肠道菌群之间的关系,该团队首次选用了两种天然膳食来源粘蛋白为研究对象。卵粘蛋白(OVM,含有MUC2/MUC6粘蛋白)和猪小肠粘蛋白(PSIM,结构MUC2粘蛋白)均为富含唾液酸的食源粘蛋白,但二者富含的唾液酸种类有所区别,其中OVM富含Neu5Ac,而PSIMNeu5Gc的占比约45%。细胞实验结果表明,经过体外模拟消化的OVM未表现出细胞毒性,且具有比PSIM更良好的抗炎能力。同时OVM消化液能够在体外刺激老年个体粪便样本体外发酵的有机酸产量,且提高了有益细菌如乳酸菌和双歧杆菌的相对丰度,同时减少了致病菌如克雷伯氏菌的丰度。该研究验证了膳食粘蛋白所含唾液酸聚糖中,Neu5Ac相较于Neu5Gc更加良好的体外益生活性,能更好抑制有害菌生长。该研究可为老年人膳食平衡和肠道健康提供一定理论指导。

图形摘要

吴剑荣副教授为论文的通讯作者,乐于官网网页2021级硕士生方苏为第一作者。上述研究得到了国家重点研发计划(2023YFA0914303)资助。

近年来吴剑荣老师深入挖掘糖科学与健康的构效关系,在唾液酸生物学、唾液酸聚糖合成及功能、糖基生物材料等方面取得丰硕成果,相关研究成果已发表在Carbohydrate Polymers (2024,2021)、Critical Review in Food Science and Nutrient (2023)、Bioresource Technology (2018)、Food Research International (2024)、International Journal Biological Macromolecule (2022,2020,2017)等本领域权威期刊。


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