発酵人参ジュースはラットの腸内細菌叢を仲介して2型糖尿病を減少させる

Fermented carrot juice attenuates type 2 diabetes by mediating gut microbiota in rats.

• Rongkang Hu
• Feng Zeng
• Linxiu Wu
• Xuzhi Wan
• Yongfang Chen
• Jiachao Zhang
• Bin Liu

抄録

本研究では、Lactobacillus rhamnosus GG（LGG）を発酵させたニンジンジュースの2型糖尿病（T2DM）に対する治療機序を、腸内細菌叢の制御に基づいて検討した。LGGで発酵させたニンジンジュースは、遊離フェノール、有機酸、短鎖脂肪酸（SCFAs）を豊富に含んでいた。LGG（DFCL）で発酵させたニンジンジュースのサプリメントは、良好に盲腸でSCFAsの増加を伴う、糖尿病ラットの血糖値、インスリン、抗酸化能力と膵臓と腎臓の形態を制御することができました。さらに、ハイスループットシークエンシング（HTS）解析の結果、DFCLの摂取は腸内細菌叢の構成を変化させ、機能的に関連する腸型、例えばChristensenellaceae_R-7_group、Oscillibacter、Ruminococcaceae_UCG-013、Lachnospiraceae_NK4A136_group、およびAkkermansiaの相対的な豊富さの増加を示した。また、Spearmanの相関分析により、Desulfovibrio、Ruminococcaceae、Alloprevotellaは生化学的バイオマーカーと密接な相関があることが明らかになった。一方、DFCL処理は、グルコース代謝に関与する遺伝子の発現をmRNAおよびタンパク質レベルで調節した。

In the present study, we aimed to investigate the therapeutic mechanisms of carrot juice fermented with Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) on type 2 diabetic mellitus (T2DM) based on the regulation of gut microbiota. Carrot juice fermented with LGG was enriched with free phenols, organic acids and short-chain fatty acids (SCFAs). Supplementation of carrot juice fermented with LGG (DFCL) could favorably regulate blood glucose, insulin, antioxidant capacity and morphology of the pancreas and kidney in the diabetic rats, accompanied by an increase of SCFAs in the cecum. Furthermore, high-throughput sequencing (HTS) analysis revealed that DFCL supplementation altered the composition of gut microbiota, showing increased relative abundances of functionally relevant enterotypes, such as Christensenellaceae_R-7_group, Oscillibacter, Ruminococcaceae_UCG-013, Lachnospiraceae_NK4A136_group and Akkermansia. In addition, Spearman's correlation analysis revealed that Desulfovibrio, Ruminococcaceae and Alloprevotella were closely correlated with biochemical biomarkers. Meanwhile, DFCL treatment regulated the expressions of genes involved in glucose metabolism at the mRNA and protein levels.