益生元对铁质吸收的效应 - 生物利用率与调节机制

长远项目方向：测试并证明低聚果糖，一种在多种天然植物食品中有生物活性的碳水化合物以及作为一种主要的益生元，能增强铁吸收；和阐明其机制。.研究目标：1）确定低聚果糖对铁营养状况和对几个主要铁调节基因在贫血和非贫血大鼠的十二指肠和结肠细胞内的表达之影响。2）给人类肠道上皮细胞（Caco-2细胞）加以低聚果糖及其发酵产物，并量化接触时间与铁调节基因的表达之关系。.项目重要性和相关性：铁缺乏是世界上最普遍的营养缺乏症。日粮中的益生元如低聚果糖有可能从低铁生物利用率的饮食中提高铁吸收，但目前只有极少数的研究报告，而且相关的机制也没有被深入理解。这研究项目将使我们更加了解低聚果糖对铁营养状况的作用，并可引发预防铁缺乏的新策略。在这研究项目中提出的两种研究模型（大鼠和Caco-2细胞），各自都有研究益生元和铁吸收的独特优势。同时使用这两种模型可扩大研究范围，并加强我们从实验中得到的数据及其推论的可信性。

铁缺乏症是世界上最普遍的营养缺乏症。据估计，全球约有1/3的人口患有铁缺乏症，尤其是婴幼儿和育龄妇女更容易受其影响，导致发育不良和多种健康问题，甚至增加死亡率。饮食中的低铁生物利用率是导致铁缺乏的一个主要因素。研究表明，普遍存在于植物中的一些不易消化，又称益生元的低聚糖类，如菊粉及其水解产物低聚果糖（FOS）有可能帮助提高饮食中矿物质包括铁的利用与吸收。然而，相关的研究数据并不充分，研究结果也不一致，因此其中的机制也并不确定。更加透彻地了解FOS对于铁吸收的作用可以帮助我们得到更好的应对铁缺乏症的策略。 本课题通过大鼠模型来研究FOS对贫血和非贫血大鼠铁营养状况的影响，并通过人类肠道上皮细胞模型来研究FOS及其发酵产物短链脂肪酸（SCFAs）对铁吸收相关蛋白DMT-1和Dcytb表达的影响并量化其接触时间与基因表达之间的关系。研究表明：低铁纯化饲料可于两周成功建立大鼠缺铁模型。FOS对贫血大鼠血红蛋白有显著促进作用，说明FOS可显著增强贫血大鼠对铁离子的吸收（约15.06%），但对于内脏中非血红素铁含量无明显影响。mRNA表达与western蛋白结果一致显示，混合短链脂肪酸（SCFAs）加铁或无铁条件下对Caco-2细胞Dcytb和DMT-1蛋白有促进作用，在有铁且浓度较高时促进作用更为明显。蛋白表达在4或6小时处理后显著增高。铁对蛋白表达的影响与浓度有一定关系。单一铁作用时降低DMT-1蛋白表达，但较低浓度时则增加Dcytb表达。未经发酵的FOS单独作用不能明显促进蛋白的表达。总体而言，在膳食中的FOS可以对缺铁的人群改善铁营养状况有温和的促进作用。