中國:靈芝菌絲多醣,有益腸道健康

大至阿茲海默,中至慢性發炎,小至普通感冒,都和腸道健康息息相關,而腸道中各式各樣的微生物(腸道菌)其彼此間的勢力消長,即是腸道健不健康的關鍵。因為不同的腸道菌會以不同的方式分解腸道中的「食物」,產生不同的代謝物;而不同的代謝物,則會對腸壁上的免疫細胞造成不同的刺激作用,而引導出不同的免疫反應。透過西北工業大學生命學院發表的這篇研究可知,來自靈芝菌絲的多醣成分,可以為腸道帶來一連串好的連鎖反應,改善腸道健康。

文/陳郁婷(臺灣大學生化科技學系碩士班一年級)

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2019年二月陝西省西安市的西北工業大學生命學院發表在《International Journal of Biological Macromolecules》的研究,透過分析大鼠盲腸(大腸的起始部位,上接小腸)中的代謝產物組成,發現長期食用靈芝菌絲體多醣,可以改變腸道中的代謝物組成,達到調節腸道健康的功效。

 

靈芝菌絲多醣改變盲腸代謝物組成

哺乳動物的腸道中有許多的腸道共生菌定殖,並且與宿主的健康息息相關,我們所攝取的養分會在腸道中提供給這些微生物菌群並經由他們代謝成不同的產物,而這些代謝物將會對人體產生深遠的影響,因此,飲食被認為是調節腸道平衡及宿主健康最重要的因素。

先前我們的研究已經證實,口服靈芝菌絲多醣可以調節腸道共生菌、改善腸道屏障功能及增強大鼠的腸道免疫力。

為了釐清靈芝菌絲多醣造成之腸道菌組成及其相關代謝物之改變與腸道免疫功能之關聯,經由口服方式給予大鼠靈芝菌絲多醣GLP(富含多醣成分的靈芝菌絲體熱水萃取物),每天劑量每公斤體重100 mg,連續21天後,取其盲腸,利用GC-TOF / MS分析其盲腸內容物。

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圖1  以口服方式給予大鼠靈芝菌絲多醣GLP

 

結果發現,靈芝菌絲多醣GLP組與控制組(未給予靈芝菌絲多醣GLP)在盲腸中有顯著不同的代謝物組成(圖2、表1、表2),其中吲哚乳酸(indolelactate)和2,2-二甲基琥珀酸(2,2-dimethyl succinic acid)這兩種代謝物可作為口服靈芝菌絲多醣之生物標記。

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圖2  連續口服21天靈芝菌絲多醣GLP的大鼠,盲腸代謝物的變化

 

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靈芝菌絲多醣可提供有益健康之腸道菌相

進一步分析改變的大鼠盲腸代謝物與腸道菌的相關性,結果發現,靈芝菌絲多醣GLP以可減少腸道菌中厚壁菌門(Firmicutes)對擬桿菌門(Bacteroidetes)的比值,而這個比值被認為與許多疾病呈正相關性。

再者,艾克曼菌屬(Akkermansia)腸道菌被證實與肥胖、代謝疾病及發炎呈負相關性,其與靈芝菌絲多醣GLP組增加之盲腸代謝物呈正相關。

此外,Butyricimonas腸道菌與山梨糖醇呈顯著正相關,而靈芝菌絲多醣GLP能提高盲腸代謝物中的山梨糖醇濃度;Intestinimonas butyriciproducens腸道菌與2,2-二甲基琥珀酸具顯著負相關,而靈芝菌絲多醣GLP能降低盲腸代謝物中的2,2-二甲基琥珀酸濃度。

ButyricimonasIntestinimonas butyriciproducens這兩大群腸道菌會分泌短鏈脂肪酸,短鏈脂肪酸是腸道菌重要的能量來源和信號分子,可維持腸道屏障功能及調節免疫系統。

綜合這些結果可知,靈芝菌絲多醣具有改善腸道菌相、維持腸道健康和抗發炎之潛力。

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圖2 盲腸代謝物與腸道菌相關性分析

1. 圖A中綠色(Bacteroidetes和Firmicutes)和紫色分別代表生物學中的「門」和「屬」。

2. 具百分比值的物種表使用16S rRNA 基因經過BLASTn定量後的序列同源性比例。

3. IDL=吲哚乳酸;DSA=2,2-二甲基琥珀酸;PPS=磷酸吡哆醛;CA=蠟酸;OA=乳清酸;DHC=芥子醛;XYL=木糖;AOD=4-Androsten-11 beta-ol-3,17 dione;RAL=核糖酸內酯;SOR=山梨糖醇;ASA=N-乙酰天冬氨酸。

4. * P <0.05

  

靈芝菌絲多醣可以調節免疫反應

腸道代謝物為腸道菌與免疫系統之間的溝通橋樑,根據實驗結果顯示,盲腸中吲哚乳酸和2,2-二甲基琥珀酸的含量,與血清IL-2(介白素2)、IL-4(介白素4)與IFN-γ(干擾素)和迴腸(小腸的最後一段)之分泌型IgA抗體(SIgA)呈負相關,但與血清中TNF-α(腫瘤壞死因子)呈正相關。

IL-2可促進CD4+細胞(T細胞)生成;IL-4為第二型輔助型T細胞所分泌的細胞激素,可促進B細胞與T細胞的活化;IFN-γ為第一型輔助型T細胞所分泌之細胞激素,具抗病毒、抗腫瘤及調節免疫等作用;分泌型IgA抗體參與了腸道屏障的作用;TNF-α則是一種促發炎的細胞激素。

由於靈芝菌絲多醣GLP會調降盲腸中吲哚乳酸和2,2-二甲基琥珀酸的含量,這表示除了發炎相關的TNF-α會調降之外,而其他細胞激素和抗體則會調升。由此可以看出靈芝菌絲多醣具有改善腸道屏障和促進免疫調節之潛力。

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圖3 盲腸代謝物與免疫指標相關性分析

 

小結:靈芝菌絲多醣,有益腸道健康

此研究發現,靈芝菌絲多醣可能會透過調節腸道菌相,進而影響腸道中涉及維生素B6、嘧啶(pyrimidine)、果糖(fructose)和甘露糖(mannose)及丙氨酸(alanine)、天冬氨酸(aspartate)和谷氨酸(glutamate)的代謝,使腸道環境有利於免疫調節作用,最終促進腸道健康。

〔資料來源〕Mingliang Jin, et al. Response of intestinal metabolome to polysaccharides from mycelia of Ganoderma lucidum. Send to Int J Biol Macromol. 2019 Feb 1;122:723-731.