南昌大学研究:发酵沙棘汁通过调控肠道菌群与GH – IGF轴改善生长迟缓

低脂低蛋白饮食诱导的生长迟缓与肠道微生态失衡及代谢紊乱密切相关。植物乳植杆菌1201发酵沙棘汁能够显著提升总酚与总黄酮的生物利用度,有效修复受损肠道屏障,并通过重塑肠道菌群与调节生长代谢物激活GH-IGF轴,为功能性发酵沙棘饮品的开发提供完整机制依据。

探究肠道菌群调控,破解生长迟缓干预新路径。

作者|李松豪 运营|王 蕊 图片|网络 来源|FFL未来食品实验室

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低脂低蛋白饮食诱导的生长迟缓是营养摄入不足引起的发育受限表型,核心表现为体重增长减慢、体长发育不足,并可伴随肠道炎症、屏障功能受损和代谢紊乱。现有研究提示,生长迟缓与肠道菌群失衡密切相关,阿克曼菌(Akkermansia)与肠道黏膜完整性和代谢健康密切相关,而生长激素-胰岛素样生长因子轴(GH-IGF轴)则是调控体重增长、组织生长和发育进程的核心内分泌通路。通过改善肠道微生态、修复屏障功能并调节代谢状态,或可为恢复生长相关信号提供新的切入点。

沙棘是传统药食同源资源,富含多酚、黄酮、多糖、维生素C和有机酸等活性成分,具有调节氧化应激、肠道菌群和代谢稳态的潜力;但其酸度高、涩感强,限制了直接饮用的接受度。植物乳植杆菌1201发酵可促进沙棘汁中部分活性成分的生物转化,改善理化品质,并提升其作为功能性发酵饮品的开发价值。

尽管已有沙棘及发酵果蔬调节肠道健康的研究基础,但菌群、代谢物、肠道屏障与GH-IGF轴之间的完整调控链条仍存在研究空白。鉴于此,来自南昌大学的研究团队以植物乳植杆菌1201发酵沙棘汁为对象,构建低脂低蛋白饮食诱导的小鼠生长迟缓模型,探究其对生长表型、肠道菌群、代谢物及GH-IGF轴的影响,为功能性发酵沙棘饮品的开发提供机制依据。

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核心痛点

营养不良相关的生长迟缓往往与肠道炎症、屏障受损、菌群失衡及代谢紊乱相互关联。沙棘富含多酚、黄酮、维生素C和多糖,但其有机酸含量高、酸涩感强,直接饮用的接受度有限。如何在改善感官的同时,提高活性成分利用并形成可解释的肠道干预机制,是沙棘发酵产品研发需要解决的关键问题。

本技术核心优势

第一,发酵提升了沙棘汁中总酚和总黄酮的可利用水平。 论文显示,两项指标均在24 h达到峰值,反映植物乳植杆菌1201可能通过生物转化释放部分结合态活性物质。与此同时,ABTS、DPPH等抗氧化指标在发酵前期显著上升,为后续功能研究提供了原料基础。

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▲图1:发酵过程中总酚及总黄酮含量变化

第二,发酵沙棘汁有助于修复肠道屏障。 与模型组相比,发酵组小鼠结肠炎症细胞浸润减轻,病理评分下降;紧密连接蛋白Claudin-3、Occludin和ZO-1的表达得到改善。肠道屏障的恢复有助于减少异常通透性带来的炎症负担,也为营养吸收和生长调节提供更稳定的内环境。与未发酵沙棘汁组相比,发酵组的组织形态更完整,提示菌株发酵可能在原料基础上带来额外的保护作用。

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▲图2:发酵沙棘汁改善生长迟缓小鼠的肠屏障

第三,研究将生长改善与GH-IGF轴联系起来。 发酵组的血清GH和IGF-1水平高于模型组,肝脏中GHR、IGF-1相关转录与IGF1R、GH蛋白表达亦呈上调趋势。结合肠道菌群结果,发酵组的Chao 1丰富度高于模型组,Akkermansia相对丰度升高,而与肠道炎症相关的Coriobacteriaceae_UCG-002降低;代谢组提示蛋白质消化吸收、苯丙氨酸代谢等通路上调,说明菌群、代谢物与内分泌生长信号之间可能存在协同。

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▲图3:发酵沙棘汁对生长迟缓小鼠GH-IGF轴相关指标的影响

从代谢组学看,发酵组与模型组之间检测到2320种差异代谢物,其中674种上调、1646种下调。差异通路中,蛋白质消化吸收、苯丙氨酸代谢、黄酮类生物合成和氨酰-tRNA生物合成上调;类固醇激素合成、初级胆汁酸生物合成和亚油酸代谢下调。磷脂酸、单酰基甘油和5,10-亚甲基四氢叶酸等代谢物的变化,为肠道菌群与生长信号之间的联系提供了线索。

相关性分析进一步显示,Akkermansia与磷脂酸、单酰基甘油和5,10-亚甲基四氢叶酸等促生长代谢物呈正相关,而Coriobacteriaceae_UCG-002与其中部分代谢物呈负相关。由此可以提出一条机制链:发酵沙棘汁先改善肠道微生态和屏障状态,再通过代谢物变化支持GH-IGF轴;这一链条仍需借助靶向代谢和因果实验继续验证。

总结

植物乳植杆菌1201发酵沙棘汁在低脂低蛋白饮食诱导的小鼠生长迟缓模型中表现出改善体重和体长增长的作用。其可能机制包括:重塑肠道菌群,修复肠道屏障,调节磷脂酸、5,10-亚甲基四氢叶酸等与生长相关的代谢物,并上调GH-IGF轴关键因子。发酵24 h所获得的较高活菌数、总酚和总黄酮水平,为将该研究路径转化为发酵沙棘饮品工艺提供了可操作的基础。

作为功能性发酵饮品方向,该技术将沙棘的天然活性与益生菌发酵相结合,形成了从原料理化变化到肠道微生态、代谢物和生长信号的较完整证据链。

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原文章: 马丽雪,安雨悦,吕惠惠,等.植物乳植杆菌1201发酵沙棘汁通过GH-IGF轴改善饮食诱导的小鼠生长迟缓[J/OL].食品工业科技,2026.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2025120313。

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