甘露寡糖通过重塑肠道微生物群、增强短链脂肪酸，抑制小鼠肥胖
甘露寡糖（MOS），又称甘露低聚糖，是从酵母细胞壁内提取到的一种多糖类活性物质，由甘露糖和葡萄糖通过α-1,6、α-1,2、α-1,3等糖苷键组合而成。甘露低聚糖又称甘露寡聚糖、低聚甘露糖，广泛存在于魔芋粉、瓜儿豆胶、槐豆胶胶及多种微生物细胞壁内。由于它不仅具有低热、稳定、安全无毒等良好的理化性质，还具有保护肠道和提高免疫力等作用，其作为饲料添加剂已广泛用于饲料工业。
1.增强免疫力：甘露寡糖可以充当免疫刺激的辅助因子发挥作用调节机体的细胞免疫系统和体液免疫系统。此外，甘露寡糖能刺激机体内有益菌大量增殖，促进抗体分泌。
2.吸附霉菌毒素：甘露寡糖可以通过物理方法或直接结合的方式吸附霉菌毒素，是一种天然的吸附剂。
3.调节肠道菌群：甘露寡糖促进有益菌的生长繁殖，形成微生态竞争优势，抑制致病菌，从而提高动物健康水平；也直接与病原菌的某些表面物质结合，使其无法获取生长所需营养物质而饥饿死亡。
4.降糖降脂：甘露糖可改变肠道菌群结构并改善代谢、抑制食欲，减少脂质沉积，预防饮食诱导的肥胖。
5.抗炎：甘露寡糖能够增加益生菌微生物以及固定和去除与消化系统慢性全身炎症相关的病原体。炎症过程在调节脑-肠轴方面发挥着重要作用，包括维持男性生殖功能和精子发生以及调节压力。甘露寡糖可通过恢复肠道菌群组成及短链脂肪酸产生，并维持肠道屏障功能，以减少大脑中的β-淀粉样蛋白累积，抑制神经炎症，平衡氧化还原状态，调节下丘脑-垂体-肾上腺轴，从而改善小鼠的认知、记忆及行为。
文章背景简介
BACKGROUND INTRODUCTION
由热量摄入和消耗不平衡引起的肥胖已成为世界范围内的主要健康问题，肥胖与心血管疾病、胰岛素抵抗、非酒精性脂肪肝和糖尿病等大量的疾病相关。肠道微生物群在维持宿主的新陈代谢和健康方面起着至关重要的作用。已有研究发现发现肥胖患者的肠道微生物组不平衡，饮食模式在改变肠道微生物组成方面起着主导作用，从而进一步影响宿主的能量代谢和健康，所以对肠道微生物群组成进行营养干预可能是体重管理和平衡能量代谢的替代方法。
甘露糖低聚糖（MOS）是一种从酵母和植物（如红松、金百合、魔芋）中提取的低聚糖益生元，可改变肠道微生物群的结构。MOS具有抗氧化、抗炎和抗糖尿病的生物活性，MOS补充剂可降低高脂饮食（HFD）诱导肥胖小鼠的体重和内脏脂肪重量。人类临床研究还表明，MOS治疗降低了脂肪吸收。近期的研究发现，MOS可以改善高葡萄糖胺诱导的HepG2细胞和HFD喂养小鼠的葡萄糖稳态。此外，MOS对肠道健康有益，MOS可在苯甲酸诱导的小鼠模型中缓解便秘；魔芋葡甘露聚糖还显著增加了HFD小鼠肠道微生物中与控制肥胖相关的部分有益微生物[如:埃氏巨型球菌(Megasphaera elsdenii)]的丰度,并减少了有害微生物[如:另枝菌属(Alistipes)、Alloprevotella、Bacteroides acidifaciens和Parabacteroides goldsteinii的丰度]。MOS不能在胃肠道中直接消化和吸收，但可由肠道微生物群发酵。
短链脂肪酸SCFA是最重要的微生物代谢产物之一，由肠道中的膳食纤维产生，主要包括醋酸盐、丙酸盐和丁酸盐等。已经证明，SCFA在调节宿主食欲和新陈代谢方面起着关键作用：丙酸可通过激活其受体、游离脂肪酸受体2（FFAR2）和游离脂肪酸受体3（FFAR3）来降低食欲并刺激肠道激素分泌；丙酸盐和丁酸盐可刺激结肠内肽YY（PYY）和胰高血糖素样肽E1（GLP-1）的生成，从而进一步影响下丘脑中神经肽Y（NPY）表达，这是一种食欲调节激素；据报道，丁酸可促进抑制食欲的激素（如脂肪组织中的瘦素）分泌；此外，还发现SCFA通过促进脂肪组织中的脂肪分解参与调节能量代谢，因此，SCFA可能发挥关键的中介作用，导致MOS的有益效果。
然而，MOS降脂和抗肥胖作用的潜在机制以及肠道微生物群的作用仍不清楚。西北农林科技大学的Yan的团队探究MOS治疗对肥胖和胰岛素抵抗的影响，揭示了MOS对高脂肪和高果糖西方饮食（WD）诱导的肥胖的有益作用；确定MOS对肠道微生物群重组和SCFA产生的影响；揭示MOS对食欲激素表达的影响。此外，还进行了这些效应的相关性分析，以研究肠道微生物群和SCFA在MOS治疗肥胖小鼠中的介导作用。该项研究结果以“Mannan Oligosaccharide Suppresses Lipid Accumulation and Appetite in Western-Diet-Induced Obese Mice Via Reshaping Gut Microbiome and Enhancing Short-Chain Fatty Acids Production”为题，于2019年发表在《MOLECULAR NUTRITION & FOOD RESEARCH》（IF=5.914，工程技术二区）上。
所用到的主要方法
METHODS
1.动物实验
2.Venn分析
3.β-多样性分析
4.UniFrac PCoA分析
5.16SrRNA测序
6.RT-PCR
文章主要内容摘要
ABSTRACT
肥胖是一种在全球范围内流行的重大慢性疾病,严重威胁人类健康。近年来的研究表明肥胖与肠道微生物密切相关。肠道微生物的紊乱可能引起全身慢性炎症而触发肥胖等代谢疾病。甘露糖低聚糖（MOS）是一种潜在的益生元，可改变肠道微生物群的结构，据报道MOS具有抗氧化、抗炎和抗糖尿病的生物活性，人类临床研究还表明，MOS治疗降低了脂肪吸收。本研究旨在确定MOS对西方饮食诱导肥胖的影响，并揭示肠道微生物群和微生物代谢产物的介导作用。
3个月大的雄性ICR小鼠用高脂肪高果糖饮食喂养8周。然后给饮食诱导的肥胖小鼠每天口服MOS（低剂量100和高剂量200 mg/kg）4周。进行葡萄糖耐量试验和胰岛素耐量试验，检测血清脂质水平，脂肪组织中脂质代谢基因表达，肠道微生物群多样性，分析血清及粪便中的SCFAs水平，为了进一步研究MOS治疗的效果，还检测了源自下丘脑弓状核（ARC）的厌食和增食欲基因（NPY、AgRP、POMC、and CART）的表达。
MOS显著降低肥胖小鼠的体重增加、胰岛素抵抗、脂肪肝和炎症反应。MOS还刺激脂肪分解并抑制脂肪组织中的脂肪生成。此外，MOS通过提高肥胖小鼠体内双歧杆菌和乳酸杆菌的丰度来重组肠道微生物群。粪便和血清中的微生物代谢产物SCFA也增加。相关分析表明，MOS可以平衡西方饮食诱导肥胖小鼠下丘脑食欲相关基因的表达且MOS的食欲抑制和降脂作用与丁酸水平高度相关。
MOS抑制食欲，减少脂质沉积。食欲下降可能是由于肠道微生物组改变和SCFA产量增加所致。MOS可能是一种用于体重管理和肠道健康改善的潜在营养药物。
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