研究发现褐藻中的化合物可以影响抗肥胖肠道细菌的组成

在浙江工业大学的一项研究中，科学家们提取了岩藻多糖，这是一种富含糖分的硫酸化多糖，存在于日本甜海带（Saccharina japonica ）中，这种褐藻在日本和韩国广泛被食用。虽然岩藻多糖（广泛存在于褐藻中）以其抗氧化、抗炎和调节免疫系统的特性而闻名，但事实证明，科学家们很难挖掘出其全部的生物活性潜力。

为了探究如何提高褐藻糖胶的生物利用度，从而提升其生物学活性，研究人员采用化学方法将其分解成分子量和硫酸盐含量不同的较小片段，从而生成四种低分子量褐藻糖胶 (LMWF)。较低的分子量意味着它比较大、复杂的多糖更能与肠道菌群相互作用，而后者通常不易被微生物酶分解。

在四种候选药物中，一种名为 LMWF4 的药物脱颖而出。这种工程化合物的分子量最低，但硫酸化程度最高。降低分子量使化合物更容易被人体吸收和相互作用，而增加硫酸基团的数量则增强了该分子影响肠道细菌的能力。

本质上，通过使褐藻糖胶变得更小、化学活性更高，研究人员将一种天然有益的化合物变成了一种有针对性的肠道调节工具，它不仅可以穿过消化系统，而且能够在其组成中发挥作用，支持代谢健康。

研究人员写道：“低分子量纤维的结构差异会显著影响其对肠道菌群的调节作用及其对肥胖结果的影响。我们在小鼠实验中使用了岩藻聚糖及其四种衍生物，每种衍生物的分子量和硫酸化程度各不相同。”

如上所述，LMWF4 的分子量 (mW) 非常低，为 2.6 千道尔顿 (kDa)、硫酸化程度高 (37.7%) 且岩藻糖含量高 (92.9%) - 基本上保留了岩藻多糖的所有优良成分，但经过特殊设计，使肠道能够获得其自然无法获得的益处。

在这项针对小鼠的研究中，研究人员将小鼠分成几组，一组喂食低脂饮食（LFD）作为对照组，另一组喂食高脂饮食（HFD）以模拟饮食驱动的肥胖。LFD小鼠作为健康基准，用于评估“正常”小鼠饮食下正常体重、代谢健康和肠道菌群的状况。然而，真正的测试是在高脂饮食的小鼠身上进行的。

经过四周的高脂饮食（HFD）后，这些小鼠再次被分成几组：一组继续不进行任何干预；另一组接受直接从褐藻中提取的天然（粗）褐藻糖胶；其余小鼠分别接受四种低分子量膳食纤维（LMWF）中的一种。再过四周，研究人员测量了HFD小鼠的体重增长、脂肪积累、血糖和胆固醇水平，并分析了它们的肠道菌群。

他们发现，所有接受岩藻多糖治疗的小鼠体重增加都低于接受高脂饮食（HFD）且未接受任何干预的小鼠。但最显著的效果来自LMWF4，它不仅减少了体重增加和脂肪堆积，还改善了血糖和胆固醇水平。这些小鼠的肠道菌群也更加健康平衡，增加了与代谢健康相关的微生物数量，并减少了与肥胖相关的微生物数量。

这表明，LMWF4 能够调节肠道生态系统，帮助身体抵抗体重增加——即使在高脂饮食的情况下也是如此。事实上，LMWF4 恢复了肠道菌群的多样性，使物种丰富度达到接近正常水平。具体来说，这种分子增加了 阿克曼氏 已知有助于预防肥胖的 菌种群数量，并提高了布劳特氏菌属和真杆菌属以及促进短链脂肪酸 (SCFA) 生成的穆里巴库拉科菌的水平。这也是代谢健康改善的标志。

值得注意的是，一个尚未分类的菌群（称为 Rikenellaceae_RC9_gut_group  ）的数量也有所下降，该菌群与小鼠的炎症和肥胖相关的微生物组变化有关。这些菌群通常通过HFD（高频膳食）增加。 与炎症和肥胖相关的幽门螺杆菌 种群也有所减少。

总的来说，小鼠的变化并非源于脂肪代谢的直接影响，而是微生物群落中发生的改变。通过对微生物群落进行DNA测序，研究团队发现LMWF4重塑了肠道菌群，增加了有益菌的数量，同时抑制了与肥胖相关的菌群。研究结果表明，LMWF4能够以某种方式重塑肠道环境，使身体更能抵抗体重增加和代谢功能障碍。

当然，该项研究的一个关键限制是研究对象是小鼠，但研究结果暗示，与其试图通过药物或限制来强迫身体减肥，不如通过促进正确的抗脂肪微生物大军来实现同样的目标。

而且由于 LMWF4 来源于安全、可食用的来源——海带，它通常被用作冷腌菜或晒干后作为零食或富含鲜味的汤料，因此它可以被开发成一种功能性食品成分或补充剂，以保持肠道的长期健康。

研究人员补充道：“对不同岩藻聚糖的结构特征以及肠道细菌相应变化的分析，为其对肠道菌群的影响提供了宝贵的见解，并为进一步开发基于岩藻聚糖的疗法奠定了基础。”

越来越多的研究支持褐藻糖胶的健康特性，这种物质存在于褐色海藻的细胞壁中。在 2024年的一项研究中，研究人员对从 马尾藻（ Sargassum binderi  ，马来西亚海藻）中提取的褐藻糖胶进行了研究，发现与未经处理的HFD大鼠相比，饲喂这种化合物的大鼠体重增加减少了36%，内脏脂肪减少了18%。 2022年 ， 海带（S. japonica  ，以前称为 Laminaria japonica  ）褐藻糖胶研究了这种化合物如何改善接受抗生素治疗的小鼠的脂肪和血糖状况，暗示其与肠道菌群存在有益的相互作用。去年，科学家发现，来自马尾藻（Sargassum thunbergii ）的粗多糖（包括褐藻糖胶）具有抑制脂肪的作用。

虽然还需要进一步的人体研究，但这项新研究为一种新型天然肥胖疗法打开了大门，这种疗法可以使肠道抵抗体重增加，并促进长期减肥。此外，它还表明，并非所有岩藻聚糖都生来相同，可以通过“生物黑客”手段更好地针对肠道菌群。

研究人员补充道：“从门和种两个层面对肠道菌群的研究表明，通过管饲法摄入多糖LMWF4可以缓解HFD引起的肠道菌群总体数量和多样性的下降。我们的发现表明，分子量相对较低、硫酸化程度较高的修饰具有更显著的抗肥胖效果。此外，这些修饰还表现出更强的调节肠道菌群紊乱的能力，因此有望成为抗肥胖治疗的潜在候选药物。”

该研究发表在 《碳水化合物聚合物》 杂志上。