Jie Ren|张冰强|罗可|赵毅
青岛大学医学院附属医院转化医学研究所，中国青岛市266021
摘要
3型抗性淀粉（RS3）因其对炎症性肠病（IBD）（如结肠炎）的潜在治疗效果而受到越来越多的关注。然而，不同结晶形式的RS3对缓解结肠炎的影响尚不清楚。本研究检测了从支链蜡质玉米淀粉中提取的A型和B型结晶RS3微粒（ARS和BRS）。BRS的结晶度和RS含量分别比ARS高出约8%和11%。与对照组（NS）相比，使用ARS和BRS处理后，细胞因子水平（TNF-α、IL-1β、IL-6）降低了12.5–31.1%，同时改善了结肠形态。值得注意的是，BRS比ARS更有效地促进了乳酸菌的生长，抑制了有害的拟杆菌，并提高了短链脂肪酸（SCFA）的水平（增加了5.1 μmol/g）。这些发现强调了RS3的结晶结构在其抗炎潜力中的重要性，表明其可能是管理结肠炎的一种有前景的策略，并为RS对肠道健康的益处提供了见解。
部分摘录
表1 缩写词列表
| 缩写词 | 全称 |
|---|
| RS3 | 3型抗性淀粉 |
| SCG | 短链葡聚糖 |
| RSP | 抗性淀粉微粒 |
| ARS | A型结晶抗性淀粉微粒 |
| BRS | B型结晶抗性淀粉微粒 |
| NS | 原淀粉 |
| RDS | 快速消化淀粉 |
| SDS | 慢速消化淀粉 |
| RS | 抗性淀粉 |
| IBD | 炎症性肠病 |
| DSS | 硫酸葡聚糖钠 |
| TNF-α | 肿瘤坏死因子-α |
| IL-1β | 白细胞介素-1β |
| IL-6 | 白细胞介素-6 |
| SCFA(s) | 短链脂肪酸 |
| AA | 乙酸 |
| PA | 丙酸 |
材料
蜡质玉米淀粉（纯度≥99%，支链淀粉含量>99%，重均分子量约10^4 kDa）购自中国佛山农业淀粉有限公司（佛山，中国）。普鲁兰酶（pullulan 6-α-葡聚糖水解酶，EC 3.2.1.41）购自诺和诺德有限公司（哥本哈根，丹麦）。试剂如CaCl₂、KCl、KH₂PO₄、NaHCO₃、NaCl、MgCl₂·6H₂O、(NH₄)₂CO₃、Na₂HPO₄和HCl来自中国新华制药试剂有限公司（上海，中国）。酶类包括胰蛋白酶（250 U/mg）。
ARS和BRS的制备与表征
在本研究中，使用SCG作为唯一底物，分别通过乙醇中的反溶剂沉淀法和水环境中的自组装法制备了ARS和BRS。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，原蜡质玉米淀粉（NS）颗粒通过SCG自组装过程转变为具有完全不同形态的ARS和BRS（图1a）。ARS呈纺锤形，长度约为1 μm，宽度约为0.3 μm；而BRS则呈球形。
短链脂肪酸（SCFAs）的产生
短链脂肪酸（SCFAs），特别是乙酸（AA）、丙酸（PA）和丁酸（BA），通过为结肠细胞提供能量来源和调节炎症，在肠道健康中起着关键作用。与DSS组（AA：23.3 μmol/g，PA：13.2 μmol/g，BA：6.1 μmol/g）相比，使用ARS（AA：31.1 μmol/g，PA：18.8 μmol/g，BA：8.5 μmol/g）和BRS（AA：33.1 μmol/g，PA：21.5 μmol/g，BA：10.1 μmol/g）处理的小鼠体内SCFAs含量显著升高。值得注意的是，总SCFA浓度...
肠道微生物群分析
为了确定ARS和BRS对微生物多样性和丰度的影响，我们通过16rRNA测序分析了肠道微生物群组成。结果显示，拟杆菌门（Patescibacteria）、脱铁细菌门（Deferribacterota）、放线菌门（Actinobacteriota）和坎皮洛细菌门（Campilobacterota）的数量减少，而变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidota）和脱硫细菌门（Desulfobacterota）的组成增加（图6a和b）。此外，主坐标分析（PCoA）和α-多样性指数也表明...
结论
本研究成功制备并表征了使用SCG合成的ARS和BRS。我们发现，通过水自组装形成的BRS具有更紧凑的球形形态、更高的结晶度（约65%对比ARS的约57%）、更高的热稳定性以及更高的抗性淀粉含量（约85%对比ARS的约74%）。在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中，BRS促进了体重和结肠形态的最显著恢复，并且粪便中的...
CRediT作者贡献声明
Jie Ren：撰写 – 原稿撰写，数据管理。Bingqiang Zhang：数据可视化，实验设计，资金获取。Ke Luo：撰写 – 审稿与编辑，监督，正式分析。Yi Zhao：撰写 – 审稿与编辑，监督，软件使用，方法学设计，资金获取，概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本工作得到了山东省博士后创新项目（SDCX-ZG-202303033）、山东省优秀青年科学基金项目（2024HWYQ-070）、中国博士后科学基金会专项资助（2023T160346）、山东省重点研发计划（2024TSGC0105）以及山东省本科生创新创业培训项目（S202411065043）的支持。
