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植物多糖因其显著的抗氧化、抗炎活性且优良的安全性被越来越多的应用于功能性食品、临床药物及特殊化妆品的开发。因此,系统完善地探究新的天然植物功能性多糖的提物分离纯化和结构鉴定及其生物活性已成为当代学者研究热点之一。我国是世界上最大的大蒜出口国,拥有着丰富的大蒜资源。同时大蒜因其几千年的药用功能,已被中国卫生部指定为药用食用食品之一。金乡县是中国最重要的大蒜产地之一,因其大蒜品种的优良特性,驰名海内外,并被誉为“中国大蒜之乡”。大蒜多糖是大蒜干重中含量最多的化学成分且其具有显著的抗炎、抗氧化、抗肿瘤、提高免疫力以及保护肝脏等功能,同时本课题组对大蒜多糖的生物活性的体外累积研究以及本人已发表的研究表明大蒜多糖可通过调节肠道菌群及其代谢产物,进而保护肠道以及改善肠道炎症。然而目前对金乡大蒜小分子多糖的提取分离纯化和结构鉴定解析及其抗炎活性的探究鲜有报道。因此,本研究以金乡大蒜为原料通过热水提取法以及离子层析柱和凝胶层析柱联用法分离纯化得到一种全新的小分子量纯大蒜多糖组分,通过IC、FT-IR、GC-MS、1D NMR、2D NMR等化学和仪器分析法对其结构进行了较为深入完整的解析。采用酶联免疫、RT-q PCR和Western blot等多种先进技术对大蒜多糖在细胞炎症模型和动物炎症模型中的抗炎作用及机理进行了较为完整的探究。同时从UC和肠道微生物的互作角度分析,通过利用先进的16S r DNA多样性高通量测序技术以及LC-MS非靶向代谢组学技术较为系统的探究了大蒜多糖对DSS诱导的小鼠UC的肠道菌群及其代谢产物的调节改善。以期为大蒜多糖的临床药物和功能保健食品的研发和应用提供理论依据和实践指导。主要结果和结论如下:(1)小分子大蒜多糖的提取、分离与纯化及理化性质和体外抗氧化活性研究粗大蒜多糖样品CWSGP和小分子大蒜多糖纯化组分WSGP均为淡黄色松散粉末,得率分别为4.57%和3.71%。根据相应标准曲线以及总糖含量、还原糖含量和蛋白含量的计算公式求得CWSGP中总糖、还原糖和蛋白的含量分别为91.03%、0.57%和1.36%。CWSGP经过DEAE cellulose-52初步纯化后,分离得到CGP-1和CGP-2两个组分,其得率分别为4.23%和23.46%。CGP-2,再通过Sephadex G-100进行下一步纯化得到单一均匀组分WSGP,其得率为13.86%。WSGP的HPGPC图谱显示为单一均匀的对称峰,且UV图谱中220~280 nm无吸收峰,证明纯化后的该多糖组分为纯净物。测得WSGP的Mp、Mw和Mn分别为1914 Da、1853 Da和1807 Da。同时,WSGP具有显著的清除DPPH、羟基、超氧阴离子、ABTS自由基的能力以及Fe2+螯合力和还原力等体外抗氧化活性。(2)提取纯化的小分子大蒜多糖WSGP的结构鉴定及解析结合单糖组成、红外光谱分析、甲基化和气质联用分析以及一维二维核磁共振分析结果表明:WSGP由岩藻糖(2.60%)、葡萄糖(32.50%)和果糖(64.90%)组成;存在O-H,C-H,C=O,C=C,-COOH,C-OH,C-O-C,和-CH2多种官能团的特征吸收峰;WSGP通过甲基化气质联用分析得到的糖残基分别是1,3,4,5-Me4-Manf,1,3,4,5-Me4-Glcf,2,3,4,6-Me4-Glcp,3,4,5-Me3-Manf和3,4,5-Me3-Glcf,其糖苷键分别为Manf-(2→,Glcf-(2→,Glcp-(1→,→1)-Manf-(2→和→1)-Glcf-(2→,对应的摩尔百分含量分别为1.20%、1.11%、15.13%、40.26%和42.30%;WSGP的NMR分析中检测出两种单糖残基分别为β-D-Fruf-2,1和α-D-Glcp-1,同时存在α-D-Glcp-1→2-β-D-Fruf-1→和2-β-D-Fruf-1→2-β-D-Fruf-1→两种键连方式。综上所述,WSGP为同时含有α和β构型糖苷键且以β型糖苷键为主的果聚糖,链连的主要方式为→1)-Fruf-(2→,结构式为α-D-Glcp-1(2-β-D-Fruf-1)n(n=9-10)。(3)WSGP对LPS诱导的巨噬细胞(RAW264.7)炎症反应的影响及其机制研究WSGP在62.5~1000μg/m L的浓度范围内细胞存活率均超过95.18%,表明其对巨噬细胞RAW264.7没有毒性。WSGP(62.5~1000μg/m L)对LPS诱导的巨噬细胞RAW264.7 NO、IL-1β、IL-6和TNF-α的分泌抑制均呈剂量依赖性且同时在m RNA表达水平上对IL-1β、IL-6和TNF-α的抑制也均呈剂量依赖性。WSGP(100和200μg/m L)可以显著抑制LPS诱导的巨噬细胞RAW264.7的NF-κB和STAT3信号通路中p65、IκB-α和STAT3蛋白的磷酸化水平,且呈剂量依赖性。(4)WSGP对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的影响及其机理研究膳食干预WSGP对DSS诱导的小鼠急性溃疡性结肠炎具有显著的抑制和改善作用,其表观指标具体表现为:显著改善结肠炎小鼠摄食量的减少、体重的减轻、粪便的性状、便隐血程度、结肠缩短、脾脏水肿等症状以及显著降低DAI评分。组织病理学表现为:HE染色的结果表明,WSGP可有效改善DSS诱导引起的小鼠结肠组织损伤,显著降低了组织病理学评分,同时隐窝(Cr)、高柱状表面结肠细胞(Co)和周围肌层(M)更加完整,黏膜下层(Sm)水肿减轻;AB-PAS染色结果表明,WSGP显著抑制DSS诱导小鼠结肠炎导致的杯状细胞和粘蛋白分泌量的降低。免疫荧光结果表明,WSGP抑制DSS诱导的结肠炎小鼠模型ZO-1、Occludin和Caludin-1三种紧密连接蛋白表达的显著降低。同时WSGP能够显著抑制DSS诱导的结肠炎小鼠血清中NO的分泌。显著抑制炎症细胞因子(IL-6、TNF-α和IL-1β)分泌及其m RNA表达水平。WSGP通过抑制结肠炎小鼠结肠中NF-κB和STAT3信号通路中p65、IκB-α和STAT3蛋白的磷酸化,进而抑制炎症细胞因子的合成分泌,最终改善结肠炎小鼠结肠组织的炎症。以上结果均呈剂量依赖性。(5)WSGP对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎肠道菌群及其代谢产物调节的研究WSGP通过肠道菌群及其代谢产物调节进而缓解改善DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎主要从以下几方面实现:显著抑制乙酸、丙酸、异丁酸、正戊酸和总SCFAs含量的降低;有效改善结肠炎小鼠OUT数目、α-多样性指数(群落丰富度:Chao1、ACE;群落多样性:Shannon、Simpson)的减少以及β-多样性(系统进化聚类树和PCA)菌群结构的紊乱,从而抑制小鼠结肠炎炎症的发展和发生;显著抑制或丰富Muribaculaceae、Lachnospiraceae、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Mucispirillum、Helicobacter、Ruminococcus_1和Ruminiclostridium_5等在此研究中被鉴定为与炎症性肠病密切相关的关键微生物的丰度。同时调节胆汁酸、磷脂酰胆碱、人参皂苷MC、2,4,6-三乙酰基苷、花生四烯酸酰胺、N-乙酰氨基葡萄糖和L-2-氨基-3-羟基丙酸等在此研究中被鉴定为与炎症性肠病密切相关的关键代谢物的平衡。膳食干预治疗WSGP可以逆转DSS诱导的小鼠结肠炎而导致的肠道微生物群及其代谢产物的改变进而发挥抗炎作用。功能预测结果表明,WSGP可以阻止DSS诱导导致的细胞处理和微生物信号通路的中断,并通过调节代谢通路恢复结肠炎小鼠的功能障碍。