低聚半乳糖对早产大鼠肠道菌群的调节作用*

陈远东,卢红艳,常 明,单继艳

(江苏大学附属医院儿科,江苏镇江 212001)

论著·基础研究

低聚半乳糖对早产大鼠肠道菌群的调节作用*

陈远东,卢红艳△,常 明,单继艳

(江苏大学附属医院儿科,江苏镇江 212001)

目的 探讨低聚半乳糖(GOS)对早产大鼠肠道菌群的调节作用。方法 早产新生大鼠分为GOS组和对照组，GOS组每天滴管喂养GOS 4 g/kg，共14 d。于喂养GOS后7 d 和14 d，观察大鼠一般情况并称质量，同时取大鼠直肠末端粪便，行双歧杆菌、乳酸杆菌、肠杆菌及肠球菌培养并行菌落计数。结果 GOS组与对照组在给药期间均正常生长，精神状态等未见异常。与对照组比较，GOS组体质量增长差异无统计学意义(P>0.05)，使用GOS 7 d 时，双歧杆菌、乳酸杆菌、肠杆菌及肠球菌与同时间点对照组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。使用GOS 14 d后，大鼠粪便中双歧杆菌、乳酸杆菌较对照组明显增加，而肠杆菌、肠球菌明显减少，差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 低聚半乳糖可促进早产鼠双歧杆菌和乳酸杆菌增长，抑制肠杆菌及肠球菌生长，从而调节肠道菌群平衡。

低聚半乳糖；早产大鼠；肠道菌群

肠道菌群与人类健康密切相关。早产儿生后受多种因素影响使肠道菌群定植延迟，多样性丰度减少，达优势化时间延迟，短期有增加感染和炎症进程风险，长期甚至导致代谢综合征、特应质及神经-认知发育异常[1-3]。因此，肠道菌群的稳定是保障早产儿健康的第1道防线。为尽早建立完善的肠道菌群环境，可能需要进行一定的营养手段干预和调控。低聚半乳糖(galactooligosaccharide，GOS)是一种具有天然属性的功能性低聚糖，动物乳汁中存在微量GOS，但人乳汁中GOS含量较多[4]。有研究表明，短链GOS和长链低聚果糖的益生元混合体能够促进人工喂养早产儿肠道内双歧杆菌和乳酸杆菌增殖，同时抑制铜绿假单孢菌、肠杆菌、克雷伯杆菌、变形杆菌、B族链球菌及梭状芽胞杆菌等致病菌生长[5]。新生儿时期是肠道菌群定植和建立健康肠道微生态的关键时期。本研究通过观察GOS早期干预对早产新生大鼠肠道菌群的影响，探讨GOS在早产儿中的益生元效果。

1 材料与方法

1.1 材料 选取清洁级SD雌鼠体质量200～220 g，雄鼠体质量220～250 g，由江苏大学实验动物中心提供；GOS购自保龄宝生物股份有限公司，双歧杆菌培养基(BBL)、乳酸杆菌培养基(MRS)、肠杆菌培养基(EMB) 及肠球菌培养基均购自青岛日水生物技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 实验动物分组 SD大鼠按雌雄比3∶1合笼交配，次日晨取雌鼠阴道分泌物涂片，镜检见精子记为妊娠第1天。将受孕21 d(预产期22 d)的母鼠行剖宫产，娩出的新生SD大鼠作为早产鼠。SD大鼠适应性喂养12～24 h，分为GOS组和对照组，每组各8只，雌雄不限。GOS组早产鼠每天滴管喂养GOS(4 g/kg)，共14 d，余处理同对照组。早产鼠和母鼠同舍饲养，采用随母哺乳方式，根据需要自由哺乳。对照组与GOS组早产大鼠在生后均正常生长，精神状态等未见异常。

1.2.2 粪样采集与菌落培养 于喂养GOS后7 d和14 d，晨饲前刮取早产鼠直肠末端粪便，装入灭菌后的离心管，迅速送回实验室。准确称取0.05 g粪样，用生理盐水等比稀释到10∶1～10∶6不同滴度( 根据培养后的菌落密度调整)。双歧杆菌及乳酸杆菌接种稀释度约10∶5～10∶6，肠杆菌及肠球菌稀释度约10∶3。每个滴度取200 μL，在准备好的平板培养基上涂菌。每个稀释浓度涂3个培养皿。BBL 和MRS 平皿于37 ℃厌氧培养48 h，EMB 和肠球菌平皿移至常规培养箱，有氧环境37 ℃培养48 h。

1.2.3 大便菌群鉴定及菌落计数 培养结束后，挑取典型菌落直接涂片染色镜检并应用生化鉴定管进行细菌鉴定。以菌落形态、革兰染色镜检、生化反应等鉴定计数菌落，计算出每克湿便中的菌数，取对数后进行统计处理，以1 g(CFU/g)表示，即每g粪便标本的菌落形成单位(CFU)的对数值(1 g)。双歧杆菌为镜检革兰阳性菌(G+)、无芽孢、形态不规则、过氧化氢酶阴性的所有菌落；乳酸杆菌为镜检G+、形态规则、无芽胞的所有菌落；肠杆菌为镜检革兰阴性菌(G-)所有菌落；肠球菌为明显黑色晕圈，镜检G+球菌所有菌落。

2 结 果

2.1 GOS对早产大鼠体质量的影响 对照组与GOS组大鼠体质量增长在喂服GOS前及喂服GOS后7、14 d，差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 GOS对早产大鼠体质量的影响

2.2 GOS 对早产大鼠肠道菌群的影响 与对照组相比，GOS组使用GOS后7 d，双歧杆菌、乳酸杆菌、肠杆菌及肠球菌生长差异无统计学意义(P>0.05)。使用GOS后14 d，大鼠粪便中双歧杆菌、乳酸杆菌较对照组明显增加，而肠杆菌、肠球菌明显减少，差异均有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 GOS对早产新生大鼠肠道菌群的影响

3 讨 论

人体消化道正常菌群包括双歧杆菌、乳酸杆菌、肠球菌、肠杆菌和拟杆菌属等[6]。双歧杆菌、乳酸杆菌是人肠道中有益菌的代表，肠道益生菌可使碳水化合物分解产生多种有机酸，降低肠道pH值，竞争性抑制肠道内有害菌增殖，减少腐败物产生等发挥对肠道的保护作用[7]。GOS是益生元的一种，其分子结构一般是在半乳糖或葡萄糖分子上连接1～7 个半乳糖基。在肠道中，GOS可作为选择性的微生物前体，被某些细菌的β-半乳糖苷酶水解为葡萄糖和半乳糖，作为细菌复制与增殖的碳源，从而影响肠道菌群平衡。有研究报道，初生犊牛饲喂GOS 可影响肠道菌群平衡，使双歧杆菌成为肠道优势菌[8]。采用传统体外培养与体内试验方法，以调节婴儿肠道有益菌群为目的，李艳莉等[9]评价GOS的益生功能，发现GOS对肠道有益菌有较好的增殖作用，能有效调节肠道菌群失衡，这些功能可能与肠杆菌、肠球菌等病原菌不能利用GOS，而双歧杆菌等有益菌可利用GOS 作为自身增殖的碳源，竞争性阻止病原菌的定植有关。尽管有关GOS对肠道菌群的调节作用已有较多研究，但在早产儿中的作用尚不十分明确。

早产儿由于胃肠功能不成熟，出生体质量低，抗生素应用，管饲喂养，重症监护环境及缺乏母乳喂养等原因，使早产儿肠道菌群定植延迟，多样性丰度显著减少，特别是早产儿抗生素使用，建立了以需氧菌为基础的不健康肠道菌群，这些不仅影响了早产儿对营养素的摄取,而且影响了肠道及全身免疫系统的成熟,可能出现过敏,甚至出现坏死性小肠结肠炎[10]。因此，维持肠道菌群平衡，对早产儿的生长发育具有重要作用。本研究发现，与对照组相比，GOS组使用GOS后7 d，对肠道菌群影响不明显，这可能与早产儿肠道菌群建立较晚及GOS疗程不足有关。使用GOS后14 d，大鼠粪便中双歧杆菌、乳酸杆菌较对照组明显增加，而肠杆菌、肠球菌明显减少，提示GOS可有效发挥对早产鼠双歧杆菌和乳酸菌的增殖作用，调节肠道菌群平衡，使肠道益生菌成为肠道优势菌。本研究中，尽管发现GOS组体质量较对照组稍有增加，但差异无统计学意义(P>0.05)，说明GOS对早产大鼠体质量增加可能无明显影响。但有研究发现，GOS不仅可调节肠道菌群，还可改善应激大鼠肠道黏膜屏障功能，对小鼠有免疫增强作用，但对早产大鼠肠道屏障及免疫功能影响尚不明确[11-12]。

肠道微生物区系的早期发育很大程度上依赖于摄取的食物。婴儿体内双歧杆菌菌群的建立，也依赖于母乳中的GOS。动物乳汁中存在微量GOS，而很多早产儿由于种种原因，不能母乳喂养只能配方奶喂养，因此，给早产儿配方奶中添加GOS可较好地模拟母乳对肠道的有益作用，但这仍需进一步研究。

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Effects of galactooligosaccharide on the intestinal flora in premature rats*

ChenYuandong,LuHongyan△,ChangMing,ShanJiYan

(DepartmentofPediatrics,theAffiliatedHospitalofJiangsuUniversity,Zhenjiang,Jiangsu212001,China)

Objective To explore the effects of galactooligosaccharide on the intestinal flora in premature rats.Methods Premature Sprague-Dawley rats were randomly divided into GOS group and control group.Premature rats in GOS group were feeding with GOS according 4 g/kg by dropper for 14 d.At 7 d and 14 d after feeding,the mental state and weight of rats were observed and recorded,the fresh feces in terminal rectum were collected to culture and count the number of colonies of bifidobacteria,lactobacillus,enterobacteria and enterococcus.Results Rats in GOS and the control group were normal growth during the administration period,mental state was not abnormal.Compared with the same time point of the control group,there was no significant difference in weight gain between the GOS group(P>0.05).After feeding GOS for 7 d,there was no statistically significant difference between the number of colonies of bifidobacteria,lactobacillus,enterobacteria and enterococcus (P>0.05).After feeding GOS for 14 d,the number of colonies of bifidobacteria and lactobacillus increased significantly(P<0.05),while the number of enterobacteria and enterococcus decreased significantly(P<0.05).Conclusion Galactooligosaccharide could promote the proliferation of bifidobacterium and lactobacillus,inhibit the growth and reproduction of enterobacteria and enterococcus,so regulate the balance of intestinal flora.

galacto oligosaccharide;preterm rats;intestinal flora

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.08.003

江苏省临床医学专项基金(BL2012058)；江苏大学临床医学专项基金(JDLCZX004)。 作者简介：陈远东(1969-)，副研究员，硕士，主要从事营养与食品卫生研究工作。△

，E-mail:lhy5154@163.com。

R153.2

A

1671-8348(2017)08-1015-02

2016-07-19

2016-09-17)