乳杆菌G15和Q14对大鼠Ⅱ型糖尿病及其肠道菌群改善作用的研究

发布时间：2017-10-05 19:10

  本文关键词：乳杆菌G15和Q14对大鼠Ⅱ型糖尿病及其肠道菌群改善作用的研究

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【摘要】：Ⅱ型糖尿病在全世界范围内发病率逐年上升,一些益生菌在改善Ⅱ型糖尿病中发挥有效的调节作用,但其确切作用机制尚不清楚。本课题首先采用离体实验,从分离自西北牧区传统发酵食品中的乳酸菌中,筛选出副干酪乳杆菌(Lactobacillus.paracasei subsp.paracasei)G15和干酪乳杆菌(Lactobacillus.casei)Q14这两株具有潜在降糖功效的益生菌,采用高脂饮食结合链脲佐菌素建立的Ⅱ型糖尿病大鼠模型,研究两株益生菌对于Ⅱ型糖尿病(T2D)的改善作用,并以肠道菌群为切入点,探讨其改善Ⅱ型糖尿病的关键机制。采用高葡萄糖刺激胰岛素分泌实验筛选出具有潜在降糖功效的益生菌。乳杆菌G15和Q14能显著提高胰岛素抵抗模型细胞INS-1的胰岛素分泌能力,较对照组分别提高59.41%和47.96%(P0.01)。G15和Q14在模拟胃液中3h后存活率分别为58.5%和64.9%(5.68和6.22 log cfu·mL-1);在模拟肠液中3h后存活率分别为84.6%和90.8%(8.06和8.40 log cfu·m L-1)。两株菌均具有较好的低pH、胃蛋白酶和胰蛋白酶耐受能力。G15和Q14对T2D大鼠血糖、糖耐量及糖化血红蛋白具有明显的改善作用:服用益生菌6周后,治疗组的葡萄糖耐量较模型组有显著提高(P0.0001),糖化血红蛋白水平显著降低(P0.0001),并且Q14的降糖效果优于G15(P0.05);益生菌还能显著改善T2D引起的体重减轻,并且与二甲双胍联合治疗的效果要优于益生菌单独治疗(P0.05)。改善糖尿病大鼠胰岛β细胞的受损症状。G15和Q14对T2D大鼠的肠道菌群紊乱和肠道通透性增加具有改善作用:DGGE-PCA分析结果表明,服用益生菌能够改善糖尿病大鼠肠道菌群紊乱,使肠道菌群构成向阴性对照组转变。T2D大鼠血浆内毒素(LPS)和D乳酸水平显著升高,肠道通透性增加;益生菌治疗组能够显著改善肠道通透性,降低血浆LPS水平(P0.01),缓解内毒素血症。结肠组织病理学观察发现糖尿病大鼠肠上皮细胞部分被破坏,并与粘膜层表面分离,结肠平滑肌变薄和脱落。通过结肠组织病理学评分发现益生菌对肠上皮屏障的破坏有显著修复作用。G15和Q14能显著改善T2D大鼠血清炎症因子的水平:益生菌能够显著降低糖尿病大鼠血清中IL-1β(P0.01)和IL-8(P0.001)的水平,益生菌与二甲双胍联合治疗,可以显著降低血清IL-6的水平(P0.05)。Q14与二甲双胍联合治疗能够改善糖尿病大鼠胸腺萎缩的症状(P0.05),证明其具有一定的免疫调节作用。综上,乳杆菌G15和Q14能够改善Ⅱ型糖尿病大鼠的相关病理学指标,其作用机制与改善肠道菌群紊乱,修复肠上粘膜屏障受损,降低肠道通透性进而抑制炎症因子分泌有关。本研究将为开发功能性益生制剂奠定基础,为从饮食角度防控Ⅱ型糖尿病提供新思路。
【关键词】：Ⅱ型糖尿病 益生菌 肠道菌群 肠通透性 炎症
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS201.3;R587.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景与目的意义11
• 1.2 人体肠道菌群概述11-13
• 1.3 肠道菌群在糖尿病发生发展中的作用及调控机制13-17
• 1.3.1 肠道菌群参与Ⅱ型糖尿病的发生发展13-14
• 1.3.2 肠道菌群及其代谢产物对糖尿病的影响14-15
• 1.3.3 肠道通透性与炎性反应15-17
• 1.4 益生菌对Ⅱ型糖尿病的防治作用17-18
• 1.5 本课题主要研究内容18-21
• 1.5.1 主要研究内容18-20
• 1.5.2 技术路线20-21
• 第2章 材料方法21-33
• 2.1 实验材料及仪器21-24
• 2.1.1 实验材料21
• 2.1.2 主要试剂与仪器设备21-24
• 2.2 降糖益生菌的筛选24-25
• 2.2.1 葡萄糖刺激胰岛素分泌实验24
• 2.2.2 模拟胃肠液耐受性实验24-25
• 2.3 动物实验25-32
• 2.3.1 Ⅱ型糖尿病大鼠模型的建立和分组25-27
• 2.3.2 体重测定27
• 2.3.3 口服糖耐量实验27
• 2.3.4 血液及组织的处理27
• 2.3.5 血液中相关指标检测27-28
• 2.3.6 组织切片的制作28
• 2.3.7 组织切片的染色及病理观察28-29
• 2.3.8 粪便细菌DNA的提取29-30
• 2.3.9 16Sr RNA基因的V3可变区PCR扩增30-31
• 2.3.10 变性梯度凝胶电泳分析31-32
• 2.3.11 聚类分析和主成分分析32
• 2.4 数据处理及统计分析32-33
• 第3章 益生菌对Ⅱ型糖尿病的改善作用33-43
• 3.1 降糖益生菌的筛选33-36
• 3.1.1 降糖乳酸菌的来源33-34
• 3.1.2 发酵食品中的乳杆菌对INS-1 细胞胰岛素分泌的影响34-35
• 3.1.3 G15和Q14对胃肠液的耐受性35-36
• 3.2 G15和Q14对大鼠Ⅱ型糖尿病的改善作用36-42
• 3.2.1 G15和Q14对糖耐量的影响37-40
• 3.2.2 G15和Q14对糖化血红蛋白的影响40
• 3.2.3 G15和Q14对体重的影响40-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第4章 益生菌对肠道菌群及肠粘膜通透性的调节43-53
• 4.1 G15和Q14对大鼠肠道菌群的调节43-48
• 4.1.1 肠道菌群的PCR-DGGE分析43-47
• 4.1.2 肠道菌群的主成分分析47-48
• 4.2 G15和Q14对大鼠肠道通透性的影响48-52
• 4.2.1 结肠上皮粘膜屏障的病理学观察48-50
• 4.2.2 血浆内毒素和D-乳酸水平的变化50-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第5章 益生菌对糖尿病相关炎症的改善作用53-59
• 5.1 G15和Q14对血清炎症因子的影响53-55
• 5.2 G15和Q14对胰岛组织病理损伤的修复55-56
• 5.3 G15和Q14对糖尿病大鼠的免疫调节作用56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-70
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文70-72
• 致谢72

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