中药多糖利用位点的寻找及其与中药止泻复方调节拟杆菌群的碳源机制

For antibiotic associated diarrhea (AAD) treatment, traditional Chinese medicine compounds exhibit more reasonable concept than that of western medicine. Our previous work showed that Shenlingbaizhu Power and Lizhong pill could cure treatment of AAD through balancing intestinal flora in different way (with increasing Bacteroides for Shenling Baizhu powder while decreasing Bacteroides for Lizhong pill). The further question arises: why traditional Chinese medicine compound regulate gut in different ways? According to the prominent polysaccharide utilization ability of Bacteroides and potential carbon source of Chinese medicine polysaccharides, we put forward the following hypothesis: different Chinese medicine polysaccharides could be utilized by different Polyssarchride utilization locus (PULs) in Bacteroides and induce different expression of respective PULs, which result in different changes of gut flora and potenial molecular mechnism of carbon source of Chinese medicine polysaccharides. This project is a new research point of TCM micro ecological pharmacologically, and will provide modern explain of Chinese spleen regulating.

对于抗生素相关性腹泻(AAD)的治疗，中药复方具比西药更合理的治疗理念。我们前期工作发现参苓白术散和理中丸可通过调节菌群治疗AAD，但不同复方调节菌群的方式不同（参苓白术散治疗下拟杆菌减少；理中丸治疗下拟杆菌增加）。由此产生的问题是：不同中药复方调节菌群方式不同，机制是什么？根据拟杆菌多糖利用特点、及中药多糖为潜在的细菌碳源营养等，我们提出如下假说：二种中药复方在拟杆菌中存在不同的多糖利用位点（PULs），而PULs差异表达产生以中药多糖为碳源的差异利用，进而产生不同方式的菌群调节。据此，本项目拟应用现代微生态学及转录组学技术，在典型拟杆菌中寻找其利用中药复方多糖的PULs，并定量中药多糖诱导下的纯菌及AAD模型PULs差异表达，进而提供中药止泻复方多糖基于碳源营养调节拟杆菌群作用的分子机制。本项目是中药微生态药理学研究上的新内容，对于中医药调理脾胃的现代机制具重要参考作用。

对于抗生素相关性腹泻(AAD)的治疗，中药复方具比西药更合理的治疗理念，参苓白术散和理中汤治疗AAD和调节菌群相关，但以下问题待解决：这二种复方调节菌群的主要成分是什么？这二种复方调节菌群方式不同，机制是什么？ .本项目主要研究内容和结果如下：1)优化了水提醇沉法获得实验用多糖。2)体外碳源实验显示：二种复方多糖可作为优势碳源(比对厚壁菌)促进多形拟杆菌和脆弱拟杆菌的生长,部分浓度多糖促进的效果优于BHI或葡萄糖碳源； 3) 以二种复方多糖为碳源，拟杆菌和厚壁菌各一株组合成混合菌，进行碳源竞争实验，结果显示：不同混合菌组合中，拟杆菌具更强的竞争性生长。4）二种复方多糖模拟治疗AAD动物模型实验，结果显示：肠道拟杆菌是二种复方多糖的最主要的菌群靶点（丰度及多样性变化明显），多糖成份是中药复方治疗AAD的主要起效成分，尤其是理中多糖，其恢复AAD动物模型菌群的效果优于汤剂组；二种复方多糖在模拟治疗中，治疗过程的菌群调节方式有差异。5）对多形拟杆菌和脆弱拟杆基因组进行了GO、COG、KEGG分析，分析得到PULs位点分别为88和31个；6）二种复方多糖作为碳源底物调节拟杆菌的效果有差异，体外碳源转录组实验显示：在二种复方多糖诱导下，拟杆菌PULs或碳水化合物运输和代谢途径的基因，如碳水化合物脂酶、多糖裂解酶、糖苷水解酶、糖苷转移酶等基因差异性表达。.本项目获得以下结论：多糖成份是复方调节肠道菌群的主要成分之一，可作为细菌“碳源”，促进富含PULs位点的肠道细菌（如拟杆菌）的生长，进而达到菌群调节的目的；参苓白术散多糖和理中汤多糖作为不同碳源底物，差异性的诱导拟杆菌PULs或碳水化合物运输和代谢基因的表达，导致不同中药复方的菌群调节方式不同。.本项目提供了参苓白术散和理中汤基于多糖成分的“碳源”营养，调节拟杆菌群作用的机制，是复方药理学研究上的新内容，对于中医药调理脾胃的现代机制具参考作用。