科研丨山东农大: 金针菇多糖通过调节肠道炎症、肠道菌群和肠道屏障来抑制镉诱导的小鼠肠道损伤(国人佳作)

编译：微科盟阿Z

编辑：微科盟居居、江舜尧。

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导读

镉(Cd)是Ⅰ类致癌物质，可引起包括肠道在内的多种器官的损伤。满足日益增长的对Cd诱导损伤的有效治疗需求并研究其机制具有重要意义。金针菇(Flammulina velutipes)是一种受欢迎的食用菌，尽管已知金针菇有多种健康益处，但对其多糖(FVP)对CdCl2引起的肠道损伤的作用知之甚少。本研究通过热水提取(85℃)和乙醇沉淀法制备了FVP(糖醛酸，5.10%；甲基化程度，41.24%)。FVP含有八种主要单糖，且在低于139.73℃的温度下表现出良好的热稳定性。FVP(100 mg/kg b.w.，灌胃4周)可减轻CdCl2(1.5 mg/kg b.w.，灌胃4周)引起的肠道炎症和凋亡、肠道通透性改变和肠道屏障破坏。FVP增加了拟杆菌(Bacteroides)的丰度，降低了脱硫弧菌(Desulfovibrionales)和梭菌(Clostridium)的丰度。FVP还恢复了短链脂肪酸(SCFAs)的水平，包括乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸。相关性分析表明，FVP、肠道菌群、SCFAs、肠道屏障/细胞和肠道炎症之间存在相互作用。FVP通过KEGG数据库分析的功能通路增强了肠道菌群的代谢功能。此外，FVP+CdCl2组小鼠的肠道微生物移植部分缓解了CdCl2引起的肠道损伤。因此，FVP可能是一种有效的治疗剂，通过SCFA介导的肠道炎症和肠道菌群相关能量代谢的调节，对抗CdCl2诱导的肠道损伤。该研究可能为开发预防CdCl2引起的损伤的替代策略开辟了新的途径。  

图文摘要    

论文ID

原名：

Flammulina velutipes polysaccharide counteracts cadmium-induced gut injury in mice via modulating gut inflammation, gut microbiota and intestinal barrier

译名：

金针菇多糖通过调节肠道炎症、肠道菌群和肠道屏障来抑制镉诱导的小鼠肠道损伤

期刊：

Science of the Total Environment

IF：

10.753

发表时间：

2023.3

通讯作者：

李大鹏，Dongxiao Sun-Waterhouse

通讯作者单位：

山东农业大学食品科学与工程学院

DOI号：

10.1016/j.scitotenv.2023.162910

实验设计

结果

1、FVP的理化特性

本研究首先优化了提取FVP的条件(图S1)。FVP提取的最佳参数为：物料-提取液比：1:35(g:L)，提取温度91°C，提取时间2 h(表S1)。在最佳提取条件下，FVP的提取率为3.74%(以金针菇干基计)。FVP的总糖含量为94.87%，糖醛酸含量为5.10%，DM为41.24%，蛋白质含量为3.87%(均为干基；表S2)。

GPC色谱图(图1A)显示在11分钟和14分钟分别有两个阳性峰，表明FVP含有两个基于多糖的组分。第一个峰出现在大约11 min，估计分子量为663,792 Da。第二个峰出现在大约14 min，较窄较高，估计分子量为24,670 Da。如图1B和1C所示，FVP由七种中性单糖Man、Rib、Glc、Gal、Xyl、Ara和Fuc以及一种酸性单糖GlcA组成，它们的摩尔比为7.06:0.59:72.02:14.15:1.39:0.06:4.15:0.59。Glc的比例远高于其他单糖，Man、Gal和Fuc的含量也很高，因此FVP是一种杂多糖。

图1. FVP的色谱图、分子量以及单糖组成：(A) FVP组分的色谱图和分子量；(B)单糖标准品的气相色谱图；(C) FVP的气相色谱图。

2、FVP的光谱特性及热稳定性分析

根据200-800 nm波长范围内的紫外光谱(图2A)显示，在260 nm处只有一个非常弱的吸收峰，表明FVP可能含有微量的核酸和/或蛋白质/肽。核酸在240-275 nm区域吸收，是由于嘧啶和嘌呤环系统的π→π*跃迁，而酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸在240-300 nm处表现出强烈吸收，两个半胱氨酸分子之间形成的二硫键在260 nm附近也有吸收。这个结果表明，本研究中使用Sevag法去除蛋白质和使用微孔树脂纯化过程是相当有效的。大孔树脂纯化曲线如图S2所示。据报道，从黄色或白色金针菇制备的多糖样品含有糖蛋白和/或多糖-蛋白复合物。FVP的FT-IR光谱(图2B)证明，FVP含有糖醛酸残基、β-糖苷键(β-1,4键)、吡喃糖环和/或硫酸化芳香环。 TG曲线(图2C)和DTG曲线(图2D)显示了FVP的热力学特性，包括热稳定性。

FVP的重量损失经历了大约五个阶段。在第一阶段(30-147℃)期间，由于挥发物和水的蒸发，导致了10％的重量损失。第二阶段(146.57-240℃)期间重量几乎没有变化。在第三阶段(240-310℃)，重量急剧下降(重量损失：约63％)，表明FVP发生了高度热分解。在第四阶段(310-533°C)，也发生了显著的减重(约26%)，而该减重的速率低于第三阶段。在第四阶段可能发生了焦炭形成及进一步的热分解。在最后阶段(533-600°C)没有发现减重。如图2D所示，峰值温度为139.73°C，相应的焓变为2918 J/g。综上所述，FVP在低于139.73°C的温度下表现出良好的热稳定性(图2C和D)。

FVP的X-衍射图显示出相对散射的峰形，主要晶体反射区域在24.75°(2θ)左右，说明FVP属于非晶结构(图2E)，结果与以往的研究相似。通过扫描电镜(SEM)观察FVP的表面形态结构(图2F)。图2F显示，FVP的结构是空间网状结构，由条带和细丝交叉连接，形成相对松散的网络结构。为了获得尽可能清晰的图像，在2000×放大倍数下观察FVP，结果显示FVP表面“模糊”光滑，且有紧密连接的网状结构。1H NMR和13C NMR显示于图2G中。δ~103.43 ppm的共振峰表明存在β型连接。

图2. FVP的特征：(A)紫外吸收光谱；(B)红外光谱；(C)热重(TG)曲线；(D)导数热重(DTG)曲线；(E) FVP的XRD；(F) FVP的SEM(500× & 2000×)；(G) FVP的1H NMR和13C NMR分析。

3、FVP减轻了Cd暴露引起的肠道组织损伤

在动物试验中，没有观察到死亡或异常行为，所有小鼠进食和饮水正常。与对照组相比，CdCl2处理小鼠的体重显著降低，而FVP处理小鼠的体重增加(图S3)。 显微照片(图3A)显示，对照组小肠横截面结构和上皮细胞完整正常，没有发现炎症。然而，CdCl2处理组表现为肠道损伤，包括上皮细胞变性和胞质空泡化(如黑色箭头所示)，以及固有层底部轻度水肿和疏松结缔组织(如黄色箭头所示)。与CdCl2组相比，CdCl2+FVP组的肠道结构保持完整正常，固有层底部轻度水肿，结缔组织疏松(如黑色箭头所示)。

图3B-E显示，与对照相比，CdCl2暴露下调了肠紧密连接蛋白(Occludin和Claudin-1)和G蛋白偶联受体(GPR43和GPR109A)的mRNA表达，而CdCl2+FVP处理导致这些变化大幅降低。此外，我们检测了小鼠肠道和粪便中Cd的含量(图3F)。结果显示，FVP处理降低了小鼠肠组织和粪便中Cd的含量，表明FVP可以减少肠组织中Cd的积累，从而减少Cd的吸收。

图3. FVP减轻了Cd暴露引起的肠道组织损伤：(A) H&E染色图(200×)；(B) Occludin mRNA表达；(C) Claudin-1 mRNA表达；(D) GPR43 mRNA表达；(E) GPR109A mRNA表达；(F)小鼠肠道组织和粪便中Cd含量。不同字母表示不同组之间存在显著差异，p＜0.05。CK指对照组。

4、FVP减轻了Cd暴露引起的小鼠肠道炎症

免疫化学分析表明，Cd暴露增加了炎症细胞因子的水平，包括TNF-α(红色)、IL-6(粉色)和IL-1β(绿色)；CdCl2+FVP处理导致这些变化大幅减少(图4A)。TUNEL染色显示，CdCl2处理增加了TUNEL阳性细胞的比例，而FVP的存在抑制了这种CdCl2诱导的变化(图4B)。上述结果表明，FVP可抑制CdCl2诱导的小鼠肠道组织炎症和细胞凋亡。

图4. FVP抑制了Cd引起的小鼠肠道组织炎症：(A)炎症指标的免疫化学分析，包括TNF-α、IL-6和IL-1β(图像：200×)；(B) TUNEL染色图像(200×)。不同字母表示不同组之间的显著差异，P < 0.05。CK指对照组。

5、FVP抑制Cd诱导的肠道菌群和短链脂肪酸变化

对16S rRNA基因扩增子进行高通量测序，以评估FVP对CdCl2诱导的小鼠肠道菌群的影响。在本研究中，分析样本的稀疏曲线显示了独特序列变异的数量，并指示了高样本覆盖率和物种丰富度(图S4A)。三组样本的Good's覆盖率几乎达到了99％(图S4B)。这些结果表明，测序数据量足以捕获和揭示所有分析样本中的大多数微生物群落。

在α-多样性方面(图5A)，Chao、ACE、Simpson和Shannon指数在单独使用CdCl2处理后下降，而FVP处理减轻了α-多样性的变化。

关于β-多样性(图5B)，三组的加权Unifrac PCoA图之间存在显著差异。为了进一步检验分析样本中微生物物种分布的相似性和差异性，构建了加权Unifrac层次聚类树。所获得的聚类树显示出三组之间的显著差异。此外，Rank-Abundance曲线呈长尾分布(图S5)，表明所分析样品的肠道菌群中只存在少数优势OTUs，且这些OTUs分布均匀。 

图5C显示了肠道菌群在纲、目、科和属水平上的相对丰度差异。系统分类揭示了肠道菌群中最丰富的10个门，其中拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是所有分析样本中最丰富的两个门(图S6)。其他门也存在，但丰度较低。在纲水平上，拟杆菌(Bacteroidia)、梭菌(Clostridia)、Desulfovibrionales、Bacilli、Negativicutes、放线菌(Actinobacteria)和Saccharimonadia在三组之间表现出显著差异。单独CdCl2组的Bacteroidia丰度高于对照组或FVP+CdCl2组。FVP+CdCl2组Clostridia、Desulfovibrionales和Bacilli的丰度高于对照组或单独使用CdCl2组。

在目水平上，三组间Bacteroidales、Clostridiales、Lactobacillales、Desulfovibrionales、Selenomonadales、Saccharimonadales、Xanthomonadales和Bifidobacteriales的丰度存在显著差异。单独使用CdCl2组的Bacteroidales丰度高于对照组或FVP+CdCl2组。

FVP+CdCl2组Clostridiales、Lactobacillales和Desulfovibrionales的丰度高于对照组或单独使用CdCl2组。在科水平上，三组间Muribaculaceae、毛螺菌科(Lachnospiraceae)、乳杆菌科(Lactobacillaceae)、理研菌科(Rikenellaceae)、Tannerellaceae和Desulfovibrionaceae、链球菌科(Streptococceae)、氨基酸球菌科(Acidaminococcaceae)、Marinifilaceae、Saccharmonadaceae和Peptoccaceae的丰度存在显著差异。单独CdCl2处理组的Muribaculaceae和Tannerellaceae丰度高于对照组或FVP+CdCl2组。单独FVP处理组的毛螺菌科、乳杆菌科、Desulfovibrionaceae和链球菌科的丰度高于对照组或单独CdCl2组。对照组的理研菌科和氨基酸球菌科的丰度高于单独CdCl2组或FVP+CdCl2组。

在属水平上，乳杆菌属(Lactobacillus)、Lachnospiraceae_NK4A136_group、布劳特氏菌属(Blautia)、另枝菌属(Alistipes)、Eubacterium_coprostanoligenes_group、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Enterorhabdus、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、Phascolarctobacterium、Odoribacter、Ruminiclostridium_6、Eubacterium_nodatum_group、Anaerotruncus、乳球菌属(Lactococcus)、链球菌属(Streptococcus)、Ruminococcaceae_UCG-013、Rikenella、Ruminococcaceae_NK4A214_group、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、Erysipelotrichaceae_UCG-003、Dubosiella、Coriobacteriaceae_UCG-002、Butyricicoccus、Harryflintia、Christensenellaceae_R-7_group、肠球菌属(Enterococcus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)和假单胞菌属(Pseudomonas)的丰度在三组间存在显著差异。

单独CdCl2处理组的Parabacteroides、Rikenellaceae_RC9_gut_group、双歧杆菌属、Ruminococcaceae_UCG-013和Dubosiella的丰度高于对照组或FVP+CdCl2组。

FVP+CdCl2组中乳杆菌属、布劳特氏菌属、Erysipelatoclostridium、Enterorhabdus、脱硫弧菌属、Ruminiclostridium_6、Anaerotruncus、乳球菌属、链球菌属、Rikenella、Ruminococcaceae_NK4A214_group、寡养单胞菌属、Butyricicoccus和肠球菌属的丰度高于对照组或单独CdCl2处理组。

对照组中Lachnospiraceae_NK4A36_group、Previotellaceae_NK3B31_group、另枝菌属、Eubacterium_coprostanoligenes_group、Phascolarctobacterium、Odoribacter、Eubacterium_nodatum_group、Ruminococcaceae_NK4A214_group、Erysipelotrichaceae_UCG-003、Coriobacteriaceae_UCG-002、Harryflintia、Christensenellaceae_R-7_group和假单胞菌属的丰度高于单独CdCl2组或FVP+CdCl2组。此外，图S7和S8显示，Cd处理导致变形菌门(Proteobacteria)丰度和拟杆菌门/厚壁菌门比率(与肠道稳态相关的标志物)显著降低和增加，而FVP处理减轻了这些变化。

肠道菌群可能的功能途径及其代谢功能的变化如图5D所示。Piecrusts分析显示了肠道菌群的代谢功能谱。Kruskal-Wallis测试显示，对照组、单独CdCl2处理组和FVP+CdCl2组之间共有59种KEGG代谢功能差异丰富。不同的代谢途径包括氨基酸代谢、其他次级代谢产物的生物合成、碳水化合物代谢、能量代谢、聚糖的生物合成和代谢、脂质代谢、辅因子和维生素的代谢、其他氨基酸的代谢、萜类和聚酮的代谢、外源性物质的生物降解和代谢、膜转运、翻译、复制和修复。对于大多数途径，在单独CdCl2组和FVP+CdCl2组之间发现了显著的反向调节。

如图5E所示，暴露于CdCl2降低了主要SCFAs的粪便浓度，包括乙酸、丁酸、戊酸、异丁酸、异戊酸和丙酸。FVP的存在抵消了CdCl2引起的这些SCFAs浓度的降低。对照组的丙酸浓度低于FVP+CdCl2组，而对照组和FVP+CdCl2组的乙酸、丁酸、异丁酸、异戊酸和戊酸浓度基本相同(图5E)。

图5. FVP抑制Cd诱导的肠道菌群和SCFAs的变化：(A) CK(对照组)、CdCl2和FVP+CdCl2组微生物群的β多样性(显示为加权unifrac PCoA图、加权unifrak层次聚类树)；(C)显著变化的肠道细菌分类群的相对丰度(按纲、目、科和属水平分类)；(D) CK、CdCl2和FVP+CdCl2组(基因途径按主要功能类别分组)中显著差异表达(所有p＜0.05)的功能代谢途径的计算Z评分的热图比较；(E) CK、CdCl2和FVP+CdCl2组小鼠粪便中短链脂肪酸的浓度。不同字母表示不同组之间的显著差异，P<0.05。CK为对照组。

6、肠道炎症、短链脂肪酸和肠道菌群之间的相关性

如图6所示，厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、Patescobacteria与SCFAs(如丁酸)之间存在相关性。如图6B所示，微生物种类(即厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门、变形菌门)与炎症标志物(如TNF-α、IL-6和IL-1β)之间存在显著相关性。特别是，益生菌双歧杆菌与三种炎症标志物IL-1β、IL-6和TNF-α呈显著正相关，其中以前两种标志物的相关性最强。因此，益生菌双歧杆菌可能与肠道其他物种相互作用，调节肠细胞中SCFAs的产生和炎症水平，从而对肠细胞起到保护作用。

图6. 肠道炎症、SCFAs和肠道菌群之间的相关性：(A) SCFAs与肠道菌群相关网络的热图；(B)肠道炎症与肠道菌群相关网络的热图。热图分析：纵坐标显示33个不同的属，图例显示肠道菌群和短链脂肪酸之间的相关系数；*表示统计检验的P值。*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001。网络图分析：通过相关热图获得相关系数和P值，|r|≥0.5，P<0.05。实线表示正相关，虚线表示负相关。

7、粪菌移植减轻Cd引起的肠道损伤

抗生素处理5天后，与对照组小鼠相比，抗生素处理组小鼠的OTU数量减少了9倍，表明成功构建了小鼠的伪无菌模型(图S9)。 图7A显示对照组小鼠的肠道结构保持完整，没有炎症，只有少数不规则绒毛(如黑色箭头所示)和杯状细胞(如蓝色箭头所示)。

然而，对于CdCl2处理组，肠道损伤，包括绒毛短而不规则(如黑色箭头所示)、杯状细胞数量少(如蓝色箭头所示)、固有层底部疏松的结缔组织和肠腺排列不规则(如黄色箭头所示)，并伴有炎症(如红色箭头所示)。与CdCl2组相比，FMT组的肠道损伤减轻，仅观察到少量炎症细胞(如红色箭头所示)和杯状细胞(如蓝色箭头所示，)、不规则和短绒毛(如黑色箭头所示)。如图7B和C所示，Cd组和FMT组在体重、Occludin和GPR109A mRNA水平方面没有显著差异。GPR43和Clandin-1 mRNA水平的升高可能与FMT减轻Cd引起的肠道屏障破坏有关。

图7D显示，FMT减轻了Cd诱导的Tunel阳性细胞比例的增加。这些结果共同支持了FVP通过改变肠道菌群来减轻Cd引起的肠道损伤的假设，从而减轻Cd引起的肠组织形态学损伤、细胞凋亡、肠屏障破坏和炎症。图7E显示FMT减轻了Cd引起的肠道组织炎症。

图7. 粪菌移植减轻了Cd诱导的肠道损伤：(A) H&E染色图像(200×)；(B)体重；(C) Occludin、Claudin-1、GPR43和GPR109A mRNA表达；(D) TUNEL染色图像(200×)；(E)炎症指标的免疫化学分析，包括TNF-α、IL-6和IL-1β(图像：200×)。不同字母表示不同组之间的显著差异，p＜0.05。CK为对照组。  

讨论

Cd是一种剧毒的环境污染物和食品污染物，摄入镉会对各种器官造成损害。作者的研究团队已经证明了Cd对小鼠的肾脏、肝脏和脾脏的毒性和相关损伤。据报道，在小鼠中，Cd暴露会破坏肠道屏障和肠道菌群的代谢功能，引发炎症并增加肠道通透性，并诱导近端肠道的炎症反应和组织巨噬细胞炎性蛋白-2 mRNA的过度表达。与之前的研究结果类似，本研究中CdCl2暴露通过诱导肠道炎症、改变肠道通透性和破坏肠道屏障而引起肠道损伤。本研究发现，CdCl2暴露降低了紧密连接蛋白(Occludin和Claudin-1)和G蛋白偶联受体基因(GPR43和GPR109A)的表达，增加了炎性细胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)的水平，并破坏了肠道组织结构(如上皮细胞变性、胞质空泡化、轻度水肿和疏松结缔组织排列)。

饮食干预是对抗Cd引起的损伤的有效治疗方法。来自自然资源的生物活性多糖是预防和治疗Cd诱导的毒性和相关损伤的有吸引力的疗法。姬松茸多糖具有抗氧化和免疫调节活性，对Cd诱导的鸡脾脏和肝脏毒性、氧化应激和炎症损伤具有保护作用。黄芪多糖被发现通过MDA5/NF-κB途径对Cd诱导的细胞毒性提供保护。

蕨麻多糖通过抑制PI3K class III/Beclin-1介导的自噬来减弱Cd诱导的神经毒性，并通过改善氧化还原稳态和缓解线粒体功能障碍来对抗Cd诱导的肾毒性。在本研究中，金针菇多糖产物也显示出对CdCl2诱导的肠道损伤具有保护作用。 Wang和Zhang的研究表明，金针菇多糖(FVPs)已显示出多种生物活性，而这些生物活性取决于提取方法以及由此产生的物理和化学性质。Zhang等人发现，热水提取的FVP比超声波、微波或酶提取的FVP具有更高的抗氧化能力。Chen等人进一步证实，与超声波辅助提取相比，热水提取获得的FVP具有更高的抗氧化能力和更强的免疫调节作用。这些作者认为，热水提取对FVP结构造成的损伤较小，这是产生的FVP具有较高生物活性的原因。

先前研究中获得的FVP是由各种单糖组成的杂多糖，其生物活性受分子量的影响。

在本研究中，通过热水提取(85℃)和乙醇沉淀制备FVP，以更好地保留FVP的结构和性能，得到的FVP是一种杂多糖，DM为41.24%，含有8种主要单糖，Man、Rib、GlcA、Glc、Gal、Xyl、Ara和Fuc。热重分析表明，FVP在低于139.73°C的温度下表现出良好的热稳定性，因此85°C的热水提取不会导致FVP的热分解。FVP能够减轻CdCl2引发的肠道损伤，减轻CdCl2诱导的肠道组织炎症和凋亡(FVP对炎症细胞因子和TUNEL阳性细胞比例增加的抑制作用证明了这一点)。此外，FVP可以抑制CdCl2诱导的肠道菌群变化(α-多样性和β-多样性的结果以及肠道菌群的相对丰度证明了这一点)。此外，拟杆菌门和厚壁菌门是对照组、单独CdCl2组和FVP+CdCl2组小鼠肠道菌群中最丰富的两个门，其中拟杆菌门在单独CdCl2组中具有更高的丰度。对照组、单独CdCl2组和FVP+CdCl2组的拟杆菌门/厚壁菌门比例没有差异，这与之前的研究结果相似。FVP给药也增加了Clostridia、Desulfovibrionales和Bacilli的丰度。这些结果表明，FVP抑制了CdCl2诱导的肠道损伤，这可能是由于其能够减轻CdCl2引发的肠道菌群变化。然而，FVP的确切保护机制尚不清楚，仍需进一步探索。

肠道中产生的短链脂肪酸具有免疫调节和抗炎能力，在维持肠道稳态、控制免疫功能和肠道炎症方面发挥重要作用。这些SCFAs有助于维持低pH值(抑制病原体的生长)，并刺激产生丁酸的细菌(增强肠道免疫屏障)。SCFAs可以抑制肠上皮细胞和免疫细胞中的组蛋白脱乙酰酶并激活细胞表面GPCR(如GPR43和GPR109A)，以发挥抗炎作用并调节免疫反应。Cd暴露会显著干扰肠道菌群的代谢功能。本研究也获得了类似的结果，CdCl2暴露降低了SCFAs的浓度，如乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸，而FVP的存在逆转/抵消了这些变化。

此外，比较了对照组、单独CdCl2组和CdCl2+FVP组的能量和代谢相关基因表达和途径。比较表明，FVP可能通过SCFA介导的肠道炎症和肠道菌群相关能量代谢的调节来减轻CdCl2诱导的肠道损伤。先前的研究发现，肠道炎症反应的激活可能会因肠道菌群的变化而被破坏。在本研究中，肠道菌群与短链脂肪酸之间以及肠道菌群与肠道炎症标志物之间存在相关性：厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门、变形菌门和Patescibacteria与几种SCFAs相关，益生菌双歧杆菌与IL-1β、IL-6和TNF-α三种炎症标志物呈正相关。本研究中获得的FVP的糖醛酸含量为5.10%，DM为41.24%，表明FVP由于含有羧基而带负电荷。已知LM果胶和粘蛋白分子带负电荷，因此，FVP和粘蛋白不能形成FVP-粘蛋白层，相反，FVP分子可能进入并穿过肠粘蛋白层到达肠上皮并与肠上皮相互作用，分泌粘液，对肠上皮屏障提供额外的保护。

此外，先前的研究报告称，FVP可以调节肠道菌群以发挥其保护作用。Zhao等人发现，饲喂FVP小鼠的粪便上清液可以减轻小鼠的肥胖、高脂血症和胰岛素抵抗。与之前的研究类似，饲喂FVP小鼠的粪便上清液可以减轻Cd引起的肠道损伤，从而抑制肠道炎症、细胞凋亡和肠道屏障。综上所述，FVP具有良好的结构特征，使其成为一种有效的治疗CdCl2诱导的肠道损伤的药物。图8显示了FVP、肠道菌群、短链脂肪酸、肠道屏障/细胞和肠道炎症之间的相互作用。

图8. FVP对Cd诱导的肠道损伤保护作用的潜在机制。  

结论

本研究证明了从金针菇中提取具有良好结构特征的多糖以对抗Cd诱导的肠道损伤的可行性。在以下条件下，采用热水提取和乙醇沉淀法制备FVP：料液比(1:20)、提取时间(2 h)和提取温度(85°C)。FVP是一种杂多糖，糖醛酸含量为5.10%，DM为41.24%，在低于139.73°C的温度下表现出良好的热稳定性。FVP由八个单糖(Man、Rib、Glc、Gal、Xyl、Ara、Fuc和GlcA)组成，可能含有β-糖苷键(β-1,4键)、吡喃糖环和/或硫酸化芳香环。FVP、肠道菌群、短链脂肪酸、肠道屏障/细胞和肠道炎症之间存在相互作用。

FVP通过抑制肠道炎症、调节肠道通透性和屏障来减轻Cd诱导的肠道损伤。FVP抑制Cd引起的紧密连接基因(Occludin和Claudin-1)和G蛋白偶联受体基因(GPR43和GPR109A)的表达降低、炎性细胞因子(TNF-α、IL-6和IL-1β)水平升高，以及肠道组织结构损伤。肠道菌群分析显示，单独暴露于Cd会增加拟杆菌的丰度，降低脱硫弧菌和梭菌的丰度，而FVP治疗缓解了这些变化。此外，FVP能够抑制Cd对SCFA的影响。FVP通过调节功能途径(包括KEGG途径)和肠道菌群相关的能量代谢，增强肠道菌群的代谢功能。FVP+CdCl2组小鼠的肠道菌群移植可部分缓解Cd诱导的肠道损伤。

这些结果表明，FVP可能是一种潜在的功能性食品，通过SCFA介导的肠道炎症和肠道菌群相关能量代谢的调节，减轻Cd诱导的肠道毒性和肠道损伤。FVP给药是对抗重金属引起的肠道菌群紊乱的有效干预措施。