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Nature Communications杂志发表聂少平教授团队重要研究成果——铁皮石斛多糖通过促进狄氏副拟杆菌,改善肠屏障功能和胰岛素抵抗

      2023年11月25日,南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室、中加食品科学与技术联合实验室、江西省生物活性多糖重点实验室聂少平教授团队,在国际学术期刊Nature Communications发表了题为《狄氏副拟杆菌通过激活肠GPR109a改善胰岛素抵抗》(“Parabacteroides distasonis ameliorates insulin resistance via activation of intestinal GPR109a”)的重要研究成果。该论文揭示了肠道共生狄氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis)通过烟酸-肠道GPR109a轴改善IR的分子机制。铁皮石斛多糖(DOP)干预对该通路的激活具有明显的促进作用。该研究为进一步开发铁皮石斛相关产品的食用和药用功能提供理论指导,拓展了铁皮石斛在预防二型糖尿病(T2DM)及相关代谢性疾病中的应用,为探明膳食多糖通过肠道菌群改善代谢性疾病的研究提供新的思路。

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文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-43622-3

      胰岛素抵抗(IR)是指胰岛素靶器官(骨骼肌、肝脏和白色脂肪组织)的胰岛素敏感性下降,导致机体胰岛素代偿性分泌增多的一种症状。IR是T2DM的重要病理基础。预计到2045年,全球T2DM患者将达7亿人。预防IR可有效降低T2DM的发病率,但IR的发病机制仍不清楚。近年来,科学界普遍认为肥胖和慢性炎症是导致IR发生的重要因素之一。机制上,长期高脂饮食会导致肠道菌群失调,破坏肠道屏障功能,进一步促进肠道中的细菌内毒素(LPS)渗漏到血液中并激活宿主toll样受体4(TLR-4),诱导肿瘤坏死因子α(TNF-α)的产生,引起炎症反应。TNF-α会直接影响胰岛素信号转导,进而阻碍细胞对葡萄糖的摄取,诱发IR。因此,通过改善肠屏障功能可从根源上减少LPS入血,进而减缓IR的发生发展。多糖无法被人体消化吸收,在肠道中被肠道菌降解并影响菌群的组成和功能,多糖对肠道菌群的影响深远且广泛。基于以上背景,研究者提出假说:通过补充膳食活性多糖选择性地富集与IR缓解相关的细菌,或是一种新型的IR治疗策略。

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DOP通过靶向调节肠道狄氏副拟杆菌,改善肠屏障功能和IR

      研究人员首先在中国T2DM患者的队列研究中发现狄氏副拟杆菌丰度与IR程度显著负相关,然后通过体内外实验发现铁皮石斛多糖(DOP)可靶向富集狄氏副拟杆菌,并筛选获得一株对IR具有良好改善作用的狄氏副拟杆菌NSP007(P. distasonis NSP007)。进一步机制研究发现P. distasonis NSP007可通过产生烟酸激活肠道中G蛋白偶联受体109a(GPR109a)保护肠屏障功能并改善IR,最后通过独立的验证队列和公共数据库数据重分析再次验证了P. distasonis、烟酸和胰岛素抵抗之间的关系。

      南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室是该论文的第一完成单位(该研究是南昌大学食品科学与资源挖掘国家重点实验室为第一完成单位在Nature Communications上发表的第一篇研究性论文),南昌大学聂少平教授是这一成果的通讯作者。南昌大学食品学院博士后孙永敢、南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室特聘研究员聂启兴为本文的共同第一作者。本研究得到了国家杰出青年基金(31825020)、江西省科技项目(20232BCD44003)、江西省技术创新引领科技项目(20203AEI007)、江西省科技攻关项目(20212AAF01005)和江西省生物活性多糖重点实验室(20212BCD42016)等基金和项目的经费支持。

【延伸阅读】通讯作者简介:

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      聂少平,中共党员,博士,教授,博士生导师。现任南昌大学党委常委、副校长。国家高层次人才特殊支持计划领军人才,国家自然科学基金杰青、优青项目获得者,科技部创新人才推进计划中青年科技创新领军人才,教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者,江西省主要学科学术带头人,江西省百千万人才工程,享受国务院政府特殊津贴专家。兼任国务院第八届学位委员会食品科学与工程学科评议组成员,Journal of Agricultural and Food Chemistry副主编,Food Frontiers创刊主编,Food Science and Human Wellness、《中国食品学报》等杂志的编委,中国食品科学技术学会理事会理事等。

      主要从事食品化学与营养学、食品安全与分析,特别是食品复杂碳水化合物(主要为生物活性多糖和膳食纤维)、食物组分与营养健康精准调控等领域的研究与新产品创制,主持国家自然科学基金、国家重点研发计划课题等各类项目30多项,以第一或通讯作者(含共同)发表高质量学术论文300多篇,h-index为63;主编中英文著作3部;授权发明专利36件,多次入选科睿唯安全球“高被引科学家”、爱思唯尔中国高被引学者等。获江西省自然科学一等奖2项、江西省科技进步一等奖2项、教育部自然科学二等奖1项、国家级科技进步二等奖1项、江西省教学成果一等奖1项、国家级教学成果二等奖2项等各类奖励10余项。



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