溃疡性结肠炎（UC）是炎症性肠病（IBD）的一种亚型，以复杂和复发性胃肠道炎症为特征，其发病机制涉及遗传易感性、上皮屏障缺陷、免疫反应失调和环境等因素。近年来，杂粮谷物中的功能成分对UC的影响与作用机制研究已成为挖掘新型功效物质的重要方向。有研究表明，不同种类的高粱麸皮在调节肠道健康和抑制结肠炎方面具有积极作用。此外，通过发酵和发芽处理的粟米也被证实能够显著减轻结肠炎症状并改善肠道屏障功能。但是，目前鲜有利用苦荞麸皮（TBB）探究其对结肠炎的作用及相关机制的研究报道。
苦荞（TB），又名鞑靼荞麦（Fagopyrum tataricum），含有丰富的营养成分，包括碳水化合物、膳食纤维、多酚、植物甾醇、维生素、类胡萝卜素和矿物质等，具有降血脂、降血压、降血糖、改善肠道微生态、抗氧化、抗癌、抗炎、护肝等多重生理功能。
浙江工业大学食品科学与工程学院的章汪玥、吴奇泳、蔡铭*等在探明TBB基本成分的基础上，通过葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导小鼠急性UC模型，探究TBB对结肠炎小鼠的改善作用，阐明TBB对结肠炎的可能作用机制，以期为开发TBB相关产品和麸皮高值化利用提供新思路。
01
TBB的基础物质组成
表1显示了TBB中不同成分的含量。与苦荞全籽粒（淀粉质量分数67.8%～70.1%，膳食纤维质量分数2.3%～2.58%）相比，由于TBB去除了淀粉含量丰富的胚乳部分，保留了膳食纤维含量丰富的种皮，因此淀粉质量分数减少了约17.7%，总膳食纤维质量分数增加了约30.49%。膳食纤维的摄入可以调节人的肠道微生物群，防止便秘，保持肠道屏障的完整性，从而促进肠道健康。因此，TBB的高膳食纤维特性使得其具有更高的深加工利用价值，对高膳食纤维功能性食品的开发具有一定意义。
02
TBB对DSS诱导结肠炎小鼠的基础生理指标影响
DSS诱导的结肠炎小鼠模型在症状表现上与人类UC高度相似，包括活力低下、体质量减轻、腹泻和粪便隐血等。实验期间小鼠的体质量变化如图1A所示，从第7天开始，除NC组外，其余各组小鼠体质量均明显下降。其中，MC组小鼠体质量下降最多，而TBB能够缓解小鼠的体质量下降。由图1B、C可见，与MC组和SASP组相比，TBB能够在一定程度上改善小鼠的摄食和饮水行为，这可能是因为SASP最常见的副作用包括胃肠道不适、恶心和呕吐等症状，从而影响小鼠的摄食量和饮水量，加剧体质量下降。如图1D所示，与NC组相比，其余各组小鼠均表现出体质量减轻、食欲下降、便血、便稀等症状，MC组小鼠甚至有喷射状血便和死亡出现，从造模的第4天起，DAI评分逐渐升高。如图1E～G所示，与MC组相比，TBB能够显著降低小鼠的肾脏、脾脏、肝脏指数（P＜0.05），能够使小鼠的肝脏、肾脏和脾脏质量和体积基本恢复到正常状态。因此，TBB能缓解小鼠结肠炎症状，并且高剂量的TBB效果更好。
03
TBB对DSS诱导结肠炎小鼠结肠长度和病理特征的影响
通过直观观察和隐血试剂盒可评估小鼠结直肠出血现象和粪便隐血严重程度。如图2A、B所示，相比NC组，MC组小鼠的便血情况明显，且在隐血测试结果中颜色最深，说明MC组小鼠结肠炎症状最严重。相较于MC组，TBB-L组和TBB-H组小鼠的便血情况得到缓解，隐血测试颜色减淡，且TBB-H组小鼠便血和隐血情况更佳，这表明TBB能够有效缓解部分结肠炎症状，且高剂量效果更好。
结肠长度的变化可作为肠道炎症程度和组织损伤程度的指示。如图2C、D所示，与NC组相比，MC组小鼠的结肠长度显著缩短（P＜0.05），并伴有明显的红肿、变形和糜烂等病理特征。相比之下，TBB-L组和TBB-H组小鼠的结肠长度均得到显著恢复，且未观察到明显的红肿和出血现象。这一结果表明，TBB能够有效缓解DSS诱导的结肠炎症状，减轻肠道炎症和组织损伤，且其效果呈现剂量依赖性。
04
结肠组织的H&E染色结果
DSS诱导的UC模型导致结肠组织发生显著的病理损伤，主要表现为表层上皮细胞和杯状细胞的破坏，进而引发肠道屏障功能障碍和炎症反应加剧。如图3所示，NC组小鼠的结肠组织隐窝结构完整，杯状细胞数量丰富，结肠黏膜和肌层排列规整，未见炎症细胞浸润。与NC组相比，MC组小鼠的结肠结构严重受损，杯状细胞数量减少、隐窝结构破坏以及大量炎性细胞浸润。经TBB干预后，TBB-L组、TBB-H组小鼠的结肠组织隐窝结构和肠道完整性均得到恢复，杯状细胞数量增多，炎症细胞浸润减少，而杯状细胞的分化程度和数量增加可促进黏蛋白分泌，进而提高肠道内SCFAs的浓度，增强肠道屏障功能。值得注意的是，TBB-H组的病理损伤恢复效果显著优于TBB-L组，表明TBB对DSS诱导的结肠炎保护作用具有剂量依赖性。
05
血清炎症因子水平
在结肠炎的炎症反应过程中，促炎因子IL-6和TNF-α通过激活核因子-κB（NF-κB）等信号通路导致肠黏膜损伤和微循环障碍，而IL-1β的水平与结肠炎的病情严重程度呈正相关。如图4所示，与NC组相比，MC组小鼠血清中的IL-6、IL-1β和TNF-α水平均显著升高（P＜0.05），表明DSS成功诱导了系统性炎症反应。经SASP和TBB干预后，小鼠血清中的炎症因子水平均显著下降，值得注意的是，TBB-H组对IL-1β的下调效果显著优于SASP组（P＜0.05）。这一结果表明，TBB能够通过有效抑制促炎细胞因子的产生，缓解UC的炎症反应，这可能与TBB中的多酚类化合物或膳食纤维通过抑制NF-κB通路或调节免疫细胞功能有关。
06
TBB对DSS诱导结肠炎小鼠NF-κB通路蛋白表达的影响
NF-κB信号通路是UC发病机制中的关键调控通路，其激活通过上调促炎因子（如IL-6、TNF-α）的表达，导致肠黏膜损伤和炎症反应的加剧。如图5所示，MC组的结肠组织中p-NF-κB p65和p-IκBα的蛋白表达水平显著高于NC组（P＜0.05），表明DSS诱导的炎症反应显著激活了NF-κB通路。TBB干预能够显著抑制IκBα蛋白的磷酸化，且呈现剂量依赖性；其中，TBB-H组对IκBα磷酸化的抑制效果显著优于SASP组（P＜0.05）。此外，TBB-L组对NF-κB p65蛋白磷酸化的抑制作用不明显，而TBB-H组则能够显著抑制NF-κB p65蛋白的磷酸化（P＜0.05）。这些结果表明，TBB通过抑制NF-κB通路的激活，调控IκBα和NF-κB p65的磷酸化水平，抑制上游激酶或调节下游基因表达，减少促炎因子的分泌，从而有效缓解DSS诱导的炎症反应。
07
TBB对结肠炎小鼠SCFAs的影响
研究表明，SCFAs通过免疫细胞和上皮细胞表面表达的受体调控黏膜免疫和肠道稳态，这些受体在肠道中最明显的表达位置是肠上皮细胞和炎症细胞。UC及其他结肠病的特征之一是肠道内SCFAs水平的显著降低。为探究TBB对DSS诱导的结肠炎小鼠肠道稳态和炎症的影响，对小鼠肠道内容物中的SCFAs水平进行了分析。如图6所示，与NC组相比，MC组小鼠肠道内容物中乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸和总SCFAs的水平均显著降低（P＜0.05）。TBB-L组对乙酸和总SCFAs水平的提升作用不明显，而TBB-H组则显著提高了乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸及总SCFAs水平（P＜0.05），且基本恢复至NC组水平。膳食纤维能由某些种类的肠道微生物群通过厌氧发酵代谢而产生SCFAs，而SCFAs能够通过增强肠道上皮屏障功能和调节免疫细胞活性维持肠道稳态，其中乙酸、丁酸、丙酸等能够极大促进结肠细胞生长。因此，推测TBB中的膳食纤维通过调节特定肠道菌群的丰度，促进SCFAs的产生，进而改善肠道屏障功能和免疫功能，缓解DSS诱导的炎症反应。
08
TBB对小鼠肠道菌群的影响
α多样性用于评估单个样品内微生物的丰度及物种多样性。如图7A、B所示，不同组别小鼠肠道菌群的Chao1指数和Shannon指数存在显著差异。与NC组相比，MC组小鼠的Chao1指数和Shannon指数均显著降低（P＜0.05）。与MC组相比，SASP组与TBB干预组小鼠的Shannon指数均显著提高（P＜0.05），但Chao1指数仅在TBB-H组有所提高。这些结果表明，DSS能够显著降低肠道微生物的多样性和丰富度，而TBB能够部分恢复结肠炎小鼠的肠道菌群多样性，进而缓解炎症反应。
β多样性分析反映不同样本间的菌群组成差异。如图7C、D所示，主坐标分析（PCoA）和非度量多维尺度分析（NMDS）结果显示，各组微生物群落之间存在明显差异，且呈现出清晰的聚类分布，MC组的微生物群落特征显著偏离NC组，而TBB干预组的微生物群落特征则向NC组靠拢，表明TBB能够部分逆转DSS诱导的肠道菌群失调。
如图7E所示，在门水平上，各组小鼠的肠道菌群主要由厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）、疣微菌门（Verrucomicrobiota）、变形菌门（Proteobacteria）和脱硫杆菌门（Desulfobacterota）组成。如图7F所示，在属水平在，各组小鼠的肠道菌群主要由g__norank_f__Muribaculaceae、g__Akkermansia、g__unclassified_f__Lachnospiraceae、g__Lactobacillus组成。g__Akkermansia是一种能够增强肠道屏障功能的有益菌属，其丰度与膳食纤维的摄入量呈正相关。与MC组相比，TBB的干预能够提高g__Akkermansia和g__Lactobacillus等有益菌属的相对丰度，推测TBB中丰富的膳食纤维能够促进特定菌群的生长，增加SCFAs等代谢产物的产生，刺激肠道上皮黏液的分泌，从而改善肠道屏障功能和整体肠道健康。
结论
本研究测定了TBB的基本组成，其中膳食纤维含量较高。通过建立DSS诱导小鼠结肠炎模型，揭示了TBB缓解UC的作用机制，包括抑制炎症反应、恢复肠道屏障功能及调节肠道菌群平衡。这些发现为TBB在功能性食品开发中的应用提供了科学依据，同时也为通过膳食干预改善肠道健康提供了新的思路。未来研究可进一步探讨TBB中具体活性成分的作用机制，并评估其在人类临床试验中的潜在应用价值。
作者简介
通信作者：
蔡铭，教授，博导。浙江工业大学食品学院食品质量与安全系主任，食品天然产物与营养健康研究中心副主任。主要从事食药同源天然产物多糖与多酚、食药用菌资源开发与深加工、食品非热加工技术与理论、功能性食品开发等方面的研究工作。主持国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省重点研发计划、浙江省科技厅项目、重大企业横向等课题。研究成果在《Trends in Food Science & Technology》《Carbohydrate Polymers》《Food Hydrocolloids》《Food Chemistry》《Journal of Agricultural and Food Chemistry》《Journal of Food Engineering》《Food & Function》《中国食品学报》《食品科学》等国内外高水平期刊上发表50余篇。获得浙江省科技进步二等奖、中国商业联合会科技进步一等奖等奖项。中国食品科学技术学会非热加工技术分会委员、中国食品学会高级会员，中国菌物学会食用菌采后与加工产业分会理事、浙江省食品学会理事、浙江省营养学会、浙江省食用菌学会会员。浙江省农业产业技术推广服务团队专家。《LWT-Food Science and Technology》期刊编委，《Food Bioengineering》《Food Innovation and Advances》《Food & Medicine Homology》青年编委。
第一作者：
章汪玥，女，浙江工业大学食品科学与工程学院2023级研究生，主要研究方向为食品天然产物与营养健康。
本文《苦荞麸皮对葡聚糖硫酸钠诱导小鼠结肠炎的改善作用》来源于《食品科学》2025年46卷第17期180-188页，作者：章汪玥，吴奇泳，赵江林，袁 健，步婷婷，林永翅，孙培龙，蔡 铭。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250319-148。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑：南伊；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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