溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis,UC)是一类以远端结肠和直肠的炎性细胞浸润和肠道粘膜损伤为特点,病因不明、反复发作的肠道炎症性疾病,且发病率逐年上升。临床上常用抗炎、提高免疫力药物进行治疗,但不良反应较多,且易产生耐药性,病人难以长期坚持。壳寡糖(Chitooligosaccharides,COS)来源于甲壳素,是天然、无毒副作用的低聚糖,具有抗氧化、抗炎、促进免疫、维护肠道菌群稳态等多种功能,在肠道保护中具有重要作用。本课题研究了壳寡糖在缓解葡聚糖硫酸钠(Dextran sulfate sodium,DSS)诱导小鼠结肠炎症状上的作用,并初步探讨了可能的作用机制,为开发安全有效、适合溃疡性结肠炎患者的功能性食品提供理论依据。论文研究内容如下:首先,建立小鼠溃疡性结肠炎模型,观察COS对UC的缓解作用,并确定最佳剂量。通过连续7 d自由饮用3%DSS溶液诱导C57BL/6雄性小鼠,建立UC模型。与此同时,每天分别灌胃COS(35、70、140和280 mg/kg)和SASP(50 mg/kg),观察其对小鼠的干预情况。结果表明COS对小鼠UC具有缓解作用,且剂量与效果呈钟形关系。其中70 mg/kg和140 mg/kg COS处理后不仅能显著缓解体重损失、疾病活动指数的升高和结肠长度的缩短,还能抑制结肠炎症细胞的浸润和MPO活性,维护结肠上皮细胞和固有层细胞的完整,改善食欲不振现象和贫血症状。其次,通过结肠炎小鼠模型,从肠道屏障、炎症反应、氧化应激和中性粒细胞浸润等方面探究了COS干预溃疡性结肠炎的作用和机制。结果表明,COS通过上调结肠Muc-2 m RNA水平和肠道紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的表达,抑制Claudin-1和Claudin-2的增加,保护肠道屏障。COS能显著降低结肠组织炎症因子IL-6、TNF-α和IL-1β的含量,下调TLR4、COX-2和iNOS mRNA表达水平,抑制结肠NF-κB活化。此外,COS还能降低结肠MDA和NO含量,增加SOD活性以及Nrf2和HO-1表达,缓解机体氧化应激;通过下调结肠趋化因子MCP-1、CXCL-1和MMP-9的mRNA表达,缓解中性粒细胞的募集和浸润。最后,从肠道菌群变化和SCFAs含量等方面探究了COS对DSS诱导结肠炎小鼠的保护作用。对结肠炎小鼠结肠菌群进行高通量测序分析。结果表明,DSS能引起肠道菌群多样性的降低和结构的紊乱,而COS能改善这种变化,在属水平上,增加Akkermansia等益生菌,抑制Allobaculum和Parabacteroides等有害菌,但对Bifidobacterium等无显著影响。且70 mg/kg和140 mg/kg COS对肠道菌群有不同影响,其中70 mg/kg COS能增加菌群多样性,而140 mg/kg COS呈相反趋势。此外,菌群功能分析显示COS在肠道中的生物合成、代谢中可能具有重要意义。随后通过GCMS分析盲肠内容物中SCFAs含量,发现70 mg/kg COS能显著增加乙酸、丙酸和丁酸含量,而140 mg/kg COS仅显著增加丁酸含量。表明70 mg/kg COS较140 mg/kg COS在维护肠道微环境稳态方面具有更大优势。综上所述,70 mg/kg和140 mg/kg COS对DSS诱导的溃疡性结肠炎具有较好的缓解作用,主要机制为保护肠道屏障、抑制结肠炎症反应、缓解氧化应激和中性粒细胞浸润,此外,70 mg/kg COS还能增加肠道SCFAs,维持肠道微生态。