各类甜味剂对肠道菌群以及疾病代谢通路的影响
2020年7月17日，来自墨西哥国家医学科学和营养研究所的Nimbe Torres教授在“Gut microbes”上发表了题为“The development of metabolic endotoxemia is dependent on the type of sweetener and the presence of saturated fat in the diet”的文章。该文章发现不同甜味剂能影响不同的肠道菌群，并且参与到脂多糖(LPS)和短链脂肪酸(SCFA)合成的代谢途径中。
在这篇文章中，云克隆 ELISA试剂盒（脂多糖（LPS, Lipopolysaccharide），SEB526Ge）再次受到科研工作者的认可，荣登优秀国际期刊。
研究介绍
肠道菌群在维持体内平衡和健康上起着重要的作用。饮食会影响肠道菌群环境，但人可以通过自身免疫系统调节微生物生态系统。研究表明，肠道微生物群在肥胖和糖尿病的形成和发展中发挥重要作用，肥胖和糖尿病患者同时会伴有一种称为代谢内毒素血症的低级别炎症。肥胖与高能量食物摄入的增加有关，这些食物不仅含有高脂肪，而且含有高糖。因此，作者选择了不同热量以及无热量的甜味剂进行实验以探讨其对新陈代谢、代谢内毒素血症、肠道菌群等的作用。
首先，作者选用了蔗糖 (S)、葡萄糖 (G)、果糖 (F)、蜂蜜 (H)、红糖 (BS)、三氯蔗糖 (SU)、甜菊糖甙 (SG)以及 SG+蔗糖(SV)分别喂养正常大鼠和高脂肪饮食大鼠。每种甜味剂都显示出不同的抗氧化活性，其中蜂蜜、红糖和甜菊糖是抗氧化活性最高的甜味剂。作者发现喂养大鼠 17周后，大鼠的体重差异很大。正常大鼠体重增长最多的是 S组，其次是 SV组和 SG组。体重增加的结果与体内脂肪含量结果是一致的。
作者认为体重增加的部分原因是肠道菌群的变化。于是进行 16SrRNA测序，结果发现即使是在 HFD环境下，吃含热量甜味剂的大鼠比吃无热量甜味剂的大鼠具有更多的微生物多样性。进行 PCoA分析表明肠道菌群会因饮食中的脂肪含量和甜味剂的种类而发生不同程度的改变。30.07%的微生物群变异是由饮食中脂肪的存在决定的，18.42%的微生物群的变化是由甜味剂的类型所决定的。
为了解甜味剂类型和脂肪结合的功能差异，作者进行了基因丰度的差异表达分析。结果发现参与短链脂肪酸形成的基因的数量在 S组、SU组和 SV组增加，当有 HFD存在时，这些基因的数量在除了 BS组和 H组的其他所有组中都增加。而 SU+HFD、S+HFD、SG+HFD以及 S组中参与脂多糖（LPS）合成的差异基因最多。
前人证明，HFD通过调节紧密连接相关蛋白 Occludin的表达，导致肠道通透性升高，并且食用 HFD会增加血清中 LPS水平，即代谢内毒素血症，这与肠道通透性增加有关。作者进行实验发现，喂食蔗糖和三氯蔗糖的实验组上皮长度减少，结肠的Occludin丰度降低。但在加入 HFD后，所有组的肠道的 Occludin蛋白丰度均下降，尤其是蔗糖和三氯蔗糖的实验组。检测血清中 LPS浓度发现，与对照组相比，HFD可使血清脂多糖增加 64倍，而蔗糖可使血清脂多糖增加 257倍。蔗糖 +HFD组使血清脂多糖增加了 574倍，表明甜味剂显著促进了代谢性内毒素血症的发生。SG组、SV组和 SU组代谢性内毒素血症也加剧。但是 HFD+蜂蜜组没有出现代谢性内毒血症并且，其结肠的 Occludin丰度没有变化。
作者对炎症标志物进行了测定，发现蜂蜜、红糖和甜菊糖甙的摄入不仅降低了炎症标志物的表达，尤其是蜂蜜在增加 sIgA浓度的同时还增加了 IL-10等抗炎细胞因子的表达，这意味着蜂蜜可以维持肠道屏障。蔗糖 +HFD和三氯蔗糖 +HFD组中发现的高浓度醋酸盐与 GPR43丰度的增加以及葡萄糖不耐受均与胰岛素抵抗的发展有关。作者通过一系列实验揭示了不同甜味剂对肠道菌群以及疾病代谢通路的影响。
