大粒车前子多糖调节肠道菌群微生态系统的作用机制

Researches on intestinal microbiota have been a great hot topic. Polysaccharides could have great effects on intestinal microbiota. Deep study is needed for dynamic effects of polysaccharide on intestinal microbiota (cecum, colon and rectum). Plantago asiatica L. is commonly considered to be eaten as food and medicine, and is widely used for promoting the defaecation, diuresis, and health improvement. The structure of the polysaccharide from the seed of Plantago asiatica L. has been found to be arabinoxylan and the polysaccharide had significant effects on immuno-enhancing, intestinal function improvement and colon bacteria. However, the dynamic effects and mechanism of the polysaccharide from Plantago asiatica L. on intestinal microbiota (cecum, colon and rectum) are not clear. Based on the previous researches, the present work will deeply focus on the dynamic effects and mechanism of this polysaccharide on intestinal microbiota. Instrument analysis chemistry, genomics, and enzyme genomics will be carried out as the technology support for this project. The objective of this project is to provide theoretical basis for the possible functional mechanism of polysaccheride from Plantago asiatica L. on intestinal microbiota. This research is original and academic leading. On one hand, it can provide theoretical basis for action mechanism of polysaccheride on intestinal microbiota, on the other hand, it can make data support for systematically understanding the polysaccharide biology.

肠道菌群微生态系统是目前的研究热点，多糖对于肠道菌群的影响显著，然而有关多糖对各段肠道菌群微生态（主要为盲肠、结肠和直肠）的动态影响，尚未见深入研究。大粒车前是药食两用资源，被广泛用于利尿通便和补益强身。本研究组详细研究了大粒车前子多糖的结构并发现其有免疫调节、改善肠道功能和影响结肠肠道菌群变化等多种活性。然而，大粒车前子多糖如何对各段肠道的菌群微生态系统产生动态影响及其作用机制尚不清晰。本课题拟在前期研究基础上，围绕大粒车前子多糖如何动态影响各段肠道菌群及其作用机制这一科学问题展开深入研究。采用仪器分析化学、基因组学和酶组学等多种手段作为探讨这一科学问题的技术实现。为探明大粒车前子多糖在肠道菌群内可能的作用机理提供依据。该研究具有良好的原创性和学术前沿性。其研究结果可为多糖调节肠道菌群微生态系统的作用机理的深入研究提供理论依据，也可为多糖生物学的系统研究提供数据支持。

肠道菌群微生态系统是目前的研究热点，多糖对于肠道菌群的影响显著，然而有关多糖对各段肠道菌群微生态（主要为盲肠、结肠和直肠）的动态影响，尚未见深入研究。大粒车前是药食两用资源，被广泛用于利尿通便和补益强身。本研究组详细研究了大粒车前子多糖的结构并发现其有免疫调节、改善肠道功能和影响结肠肠道菌群变化等多种活性。然而，大粒车前子多糖如何对各段肠道的菌群微生态系统产生动态影响及其作用机制尚不清晰。本课题拟在前期研究基础上，围绕大粒车前子多糖如何动态影响各段肠道菌群及其作用机制这一科学问题展开深入研究。本项目通过体外模拟研究，建立了人体胃肠道消化酵解模拟系统（专利号：ZL201410089160.8）并探讨大粒车前子多糖在口腔及胃肠道中的消化过程、在大鼠各段肠道菌群中的酵解方式、多糖本身的变化，形成了生物活性多糖消化酵解及代谢途径研究的系统研究体系，揭示生物活性多糖发挥功效可能的途径。同时利用体内实验，研究大粒车前子多糖在大鼠体内各段肠道的酵解方式及其对各段肠道功能指标的影响，并分析车前子多糖对大鼠体内各段肠道生理指标及菌群的影响，最后进一步探讨车前子多糖在各段肠道菌群中的分子变化，阐明生物活性多糖体内作用机制，并为其他多糖提供研究方法和模型。整体研究取得了一系列的原创性成果，在该方向上已发表3篇SCI一区论文（其中1篇SCI一区期刊《Molecular Nutrition & Food research》封面文章、1篇SCI一区期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》封面文章）（均已标注），授权3项国家发明专利。培养博士研究生3名、硕士研究生6名。项目研究成果应邀在国际学术会议上做国际报告6次，相关成果获2018年度中国食品科学技术学会科技创新奖—技术进步奖一等奖。项目负责人入选中国科协“青年人才托举工程（2018-2020年度）”项目人选。