文章题目：Effects of two kinds of marine algae polysaccharides and their oligosaccharides on lipid metabolism and gut microbiota in high-fat diet mice

发表期刊：Microbiology Spectrum

影响因子：3.8（2025）

通讯单位：大连民族大学生命科学学院，大连大学生命健康学院

01、研究背景

        脂质代谢异常可见于多种代谢性疾病中。研究表明这类疾病的发病机制与肠道菌群密切相关。海藻来源多糖可降低血脂、改善脂质代谢，进而减轻体重。但由于多糖分子量较大，难以被人体吸收，其在医药和食品领域的应用受到限制。该研究采用两种海藻多糖（琼胶Ager和褐藻胶SA）及其寡糖（AOs和SAO），探究其对高脂饮食小鼠体重、脂质代谢、炎症因子及肠道健康与肠道菌群的影响。

02、海藻多糖及其寡糖对高脂饮食小鼠体重和血脂的影响

        本研究中，高脂饮食组（HFD组）小鼠体重增长速度最快，而通过灌胃方式给予两种海藻多糖及其寡糖的小鼠，其体重增长率低于HFD组，其中喂食SAO的小鼠的体重在四个实验组中最低，仅略高于对照组（CON组）（Figure 1A）。

        同时，高脂饮食不但会影响体重，还会导致血液中甘油三酯（TG）和总胆固醇（TC）含量升高，进而引发一系列代谢性疾病。除此之外，低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平过高被认为对健康有害，且可能促进动脉粥样硬化的发生。接下来，作者评估了海藻多糖及其寡糖对血脂代谢的影响（Figure 1C-F）。与CON组相比，HFD组小鼠的血液总胆固醇和TG水平显著提高，海藻多糖及其寡糖均能显著降低高脂饮食小鼠血液中的TG含量，且寡糖的效果优于多糖，其中SA及其寡糖的效果又优于Ager及其寡糖。LDL-C检测结果与TG略有不同，两种海藻多糖及其寡糖均能显著降低高脂饮食小鼠血液中的低密度脂蛋白胆固醇水平，其中SA的效果优于其寡糖，Ager的效果则劣于其寡糖。

Figure 1. Effects of three kinds of seaweed polysaccharides and their oligosaccharides on lipid metabolism in hyperlipidemia mice.

03、两种海藻多糖及其寡糖对高脂饮食小鼠血清炎症因子水平的影响

        HFD组血液中炎症细胞因子水平显著升高，而两种海藻多糖及其寡糖均能降低高脂饮食小鼠血液中的TNF-α和IL-6水平，且寡糖的效果优于多糖（Figure 1G and H）；对于IL-1β，两种海藻多糖及其寡糖均能降低高脂饮食小鼠血液中该细胞因子的表达水平，但多糖与寡糖的区别不大（Figure 1I）。

04、两种海藻多糖及其寡糖对高脂饮食小鼠肝脏与小肠形态的影响

        如Figure 2A所示，CON组小鼠的肝细胞内仅存在少量微小脂滴，HFD组小鼠的肝细胞内，脂滴数量显著增多且体积明显增大，脂滴几乎占据了整个肝细胞的细胞质。经两种海藻多糖及其寡糖干预后，模型小鼠肝脏内脂滴的体积减小、数量减少，这表明两种海藻多糖及其寡糖能显著抑制肝细胞内脂滴的形成。

与此同时，CON组小鼠的小肠绒毛排列整齐，且小肠绒毛上皮细胞均为单层细胞，HFD组小鼠的小肠绒毛形态则严重受损，出现小肠绒毛上皮细胞堆积现象。Agar组与SAO组小鼠的小肠绒毛结构则相对清晰，上皮细胞排列整齐，但乳糜管内存在大量细胞；其中SA组与AOs组小鼠的肠道可恢复至正常小鼠水平，小肠绒毛排列整齐，且小肠绒毛上皮细胞为单层细胞（Figure 2B）。

Figure 2. Effects of two kinds of algal polysaccharides and their oligosaccharides on liver and small intestine morphology in high-fat diet mice

05、两种海藻多糖及其寡糖对高脂饮食小鼠肠道菌群的影响

        肠道菌群包含的菌属有紫单胞菌科（Porphyromonadaceae）、乳杆菌属（Lactobacillus）、螺杆菌属（Helicobacter）、另枝菌属（Alistipes）等，此外还有别样杆菌属（Allobaculum）、阿克曼氏菌属（Akkermansia）等。其中，乳杆菌属（Lactobacillus）可降低体重、减少脂质水平及炎症细胞因子，并抑制致病菌增殖，进而增强宿主免疫力；阿克曼氏菌属（Akkermansia）是能抑制脂多糖（LPS，Lipopolysaccharide）产生的菌属之一，可降低内毒素血症，保护肠道屏障，并改善肥胖与糖尿病症状；另枝菌属（Alistipes）的代谢产物乙酸、丁酸与丙酸，在抑制炎症反应中发挥重要作用。

Figure 3. Quality evaluation of gut microbiota sequencing results and OTU cluster Analysis.

        肠道菌群分析结果显示，两种海藻多糖及其寡糖可在门水平和属水平上改善小鼠肠道菌群组成，提高乳杆菌属（Lactobacillus）、阿克曼氏菌属（Akkermansia）等益生菌的丰度，并降低有害菌丰度。SAO与AOs可通过提高与脂质代谢密切相关的肠道菌群丰度，改善高脂饮食小鼠的脂质代谢，减缓体重增长。

        在肠道菌群层面，拟杆菌门（Bacteroidetes）占据主要优势，对小鼠肠道保护和防止肠道屏障受损至关重要。小鼠喂食高脂饮食后，肠道内拟杆菌门（Bacteroidetes）水平显著下降，导致肠道更易受损；而在饲料中添加两种海藻多糖及其寡糖后，小鼠肠道内拟杆菌门（Bacteroidetes）丰度显著恢复，其中Agar与SAO对拟杆菌门（Bacteroidetes）丰度的恢复效果尤为显著。

        厚壁菌门（Firmicutes）是小鼠肠道内的第二优势菌门，其作用与拟杆菌门（Bacteroidetes）相反，会破坏肠道屏障。小鼠喂食高脂饮食后，肠道内厚壁菌门（Firmicutes）丰度显著升高，对肠道造成一定损伤；在饲料中添加两种海藻多糖及其寡糖后，小鼠肠道内厚壁菌门（Firmicutes）丰度显著降低，其中Agar对降低厚壁菌门（Firmicutes）丰度的效果最为显著。

        候选门Sacchari细菌（Candidatus_Saccharibacteria）与变形菌门（Proteobacteria）也是小鼠肠道内的优势菌群，二者丰度升高可能引发腹泻症状。小鼠喂食高脂饮食后，肠道内候选门Sacchari细菌（Candidatus_Saccharibacteria）与变形菌门（Proteobacteria）丰度显著升高，肠道明显处于不健康状态；而添加两种海藻多糖及其寡糖后，小鼠肠道内候选门Sacchari细菌（Candidatus_Saccharibacteria）与变形菌门（Proteobacteria）的丰度显著降低，甚至可恢复至正常对照组小鼠水平。

        乳杆菌属（Lactobacillus）、别样杆菌属（Allobaculum）、另枝菌属（Alistipes）和阿克曼氏菌属（Akkermansia）是与脂质代谢密切相关的四个菌属。小鼠喂食高脂饮食后，这四个菌属的丰度显著降低；而喂食两种海藻多糖及其寡糖后，这四个菌属的丰度显著升高，几乎恢复至正常饮食小鼠的水平。

        研究表明，螺杆菌属（Helicobacter）是一种有害细菌，其丰度升高可能引发上消化道疾病。小鼠喂食高脂饮食后，肠道内螺杆菌属的丰度显著增加，这也是高脂饮食会导致小鼠患上下消化道疾病的原因之一。但喂食两种海藻多糖及其寡糖后，螺杆菌属的丰度显著降低，从而大幅降低了高脂饮食引发上消化道疾病的风险。

06、总结

        脂质代谢异常可能诱发多种疾病。该研究在高脂饮食小鼠的饲料中添加海藻酸钠凝胶及其寡糖，旨在探究源自海藻的多糖与寡糖对小鼠脂质代谢及肠道菌群的影响。结果显示，在高脂饮食中添加海藻多糖或寡糖，能够抑制小鼠体重增长并调节其血脂水平，同时还可抑制小鼠肝脏脂肪堆积，保护小鼠小肠绒毛形态以维持其正常功能，进而发挥调节小鼠脂质代谢的作用。其中，寡糖的作用效果优于多糖，海藻酸钠的作用效果优于琼脂凝胶。

        本研究探究了海藻酸钠凝胶及其寡糖对高脂饮食小鼠脂质代谢的影响，并分析了与脂质代谢相关的肠道菌群丰度变化，以期为脂质代谢疾病的防治提供方向，同时为海洋功能性食品中海洋活性物质的开发奠定科学基础。

        原文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.02832-24

    本文是对《Alginate oligosaccharides prevent and treat obesity by promoting brown fat thermogenesis rather than regulating gut microbiota》一文的分享，版权和著作权属于杂志社与作者所有，文中内容不代表本公司观点，原文请查看文末链接。

作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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