《食品科學》：浙江工業大學蔡銘教授等：苦蕎苗粉對葡聚糖硫酸鈉誘導小鼠潰瘍性結腸炎的保護作用

潰瘍性結腸炎（UC）是一種慢性復發性炎癥性腸病，主要累及結腸黏膜及黏膜下層，臨床表現為腹痛、腹瀉、黏液膿血便及體質量減輕等癥狀。目前UC的病因尚未完全明確，普遍認為其發病機制涉及遺傳易感性、免疫系統失調、環境因素（如飲食、抗生素使用）以及腸道菌群紊亂等多因素相互作用。

腸道菌群作為人體最大的微生物生態系統，在維持腸道穩態、調節免疫反應及代謝功能中發揮核心作用。通過膳食干預調節腸道菌群結構、恢復SCFAs水平，被視為是緩解UC病理進程的潛在策略。

苦蕎（

Fagopyrum tataricum

）作為一種藥食同源作物，富含黃酮類物質（如蘆丁、槲皮素）、膳食纖維及酚酸類物質，具有抗氧化、抗炎、調節脂質代謝等多種生物活性。苦蕎苗是苦蕎種子在適宜環境下萌發生長形成的幼嫩植株，富含多種生物活性物質。與苦蕎籽和普通蕎麥相比，苦蕎苗含有更豐富的黃酮類物質和酚酸類物質，尤其是蘆丁和槲皮素，具有顯著的抗氧化和抗炎活性。苦蕎苗膳食纖維含量豐富，其新鮮莖葉常作為沙拉原料或健康蔬菜直接食用，經干燥粉碎制成的粉末則廣泛應用于面條、蛋糕等食品中，作為營養強化成分以提升產品營養價值。

浙江工業大學食品科學與工程學院的吳奇泳、章汪玥、蔡銘*等以葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導的UC小鼠為對象，系統分析苦蕎苗粉干預對結腸炎癥、腸屏障功能、NF-κB信號通路及腸道菌群結構的影響。通過病理學、分子生物學及微生物組學多維度分析，旨在闡明苦蕎苗緩解UC的潛在作用與機制，為開發基于苦蕎苗粉的功能性膳食產品提供理論依據。

1

苦蕎苗粉基本物質組成

如表2所示， 與苦蕎全籽粉（ 總淀粉質量分數（56.8 4±1.03）%、總膳食纖維質量分數（5.82±0.11）%）相比，苦蕎苗粉總膳食纖維質量分數顯著增加，而淀粉質量分數則顯著減少。苦蕎苗粉中富含膳食纖維（40.62%），尤其是其中可能包含的水溶性膳食纖維（如果膠、葡聚糖等）更容易被腸道菌群酵解產生SCFAs，從而發揮益生元效應。相比之下，苦蕎全籽粉中淀粉含量高，其發酵模式和菌群調控作用可能與苦蕎苗粉存在差異。同時苦蕎苗粉中存在的蘆丁、槲皮素等黃酮組分能夠發揮抗炎和調節腸道菌群的功效，與膳食纖維可能產生協同增效作用。

2

苦蕎苗粉對UC小鼠基礎生理指標的影響

UC的主要癥狀包括腹痛、腹瀉、便血和體質量減輕。在DSS誘導的小鼠結腸炎模型中，小鼠通常會出現類似人類UC的特征，如結腸長度縮短和體質量降低。如圖1A～C所示，小鼠體質量變化率、平均攝食量、DAI評分證明DSS誘導的小鼠UC模型成功建立。與NC組相比，MC組小鼠在第6天時表現出顯著的體質量減輕和攝食量下降，且病情隨著時間的延長持續惡化。結果表明，在DSS誘導下，小鼠出現了結腸炎的典型癥狀，其健康狀況受損，進而使體質量減輕。通過灌胃苦蕎苗干預后，小鼠因結腸炎造成的體質量減輕和攝食量下降趨勢均有所減緩。以上結果表明，苦蕎苗粉可以緩解DSS引起的小鼠體質量下降和DAI評分上升。

在結腸炎等病理條件下，器官指數的變化能夠間接反映組織損傷程度或修復狀態，為病理機制解析及干預措施評價提供量化依據。脾臟作為核心免疫器官，其形態學參數與免疫調節失衡和炎癥進程存在顯著相關性，其質量變化常作為炎癥性疾病進程的重要觀測指標。如圖1D所示，MC組小鼠的脾臟指數極其顯著高于NC組（

P

＜0.000 1），說明機體存在強炎癥反應，使得這部分小鼠的脾臟產生炎癥浸潤并腫大。而與MC組相比，經過各組藥物治療后的小鼠脾臟指數極其顯著下降（

P

＜0.000 1）。

3

苦蕎苗粉對UC小鼠結腸長度和病理組織損傷的影響

結腸縮短是結腸炎的顯著特征之一，因此結腸長度可用作反映炎癥嚴重程度的指標。由圖2可知，與NC組相比，DSS誘導的MC組小鼠結腸極其顯著縮短（

P

＜ 0.000 1），這與UC的典型病理特征高度一致。通過苦蕎苗干預后（特別是TH組），改善了結腸縮短現象。這一保護作用很可能歸因于苦蕎苗粉中豐富的膳食纖維和黃酮類化合物。膳食纖維已被廣泛證實能夠增加糞便體積、促進腸道蠕動、減輕炎癥水腫，從而有助于維持結腸結構。同時，苦蕎中的黃酮（如蘆丁、槲皮素）具有顯著的抗炎和抗氧化活性，可以減輕組織氧化應激損傷和炎癥細胞浸潤。

隱窩結構是腸道黏膜中的關鍵組成部分，隱窩內的上皮細胞具有營養吸收和屏障功能。上皮細胞的完整性直接影響隱窩結構，損傷時可導致腸道屏障功能受損，引發炎癥反應。通過對結腸炎小鼠腸道組織開展病理學分析以評估小鼠腸道組織的結構變化及其與炎癥反應的關系。如圖3A所示，NC組小鼠的結腸黏膜外觀完整，上皮細胞形態和結構正常。此外，隱窩結構和杯狀細胞豐富，同時未觀察到炎癥浸潤的跡象。MC組小鼠的結腸結構產生明顯破壞，表現出明顯的潰瘍、隱窩損傷和結腸黏膜層炎癥細胞的浸潤。SASP組小鼠結腸的杯狀細胞水平和隱窩結構恢復情況較好，其結腸結構接近于NC組。TL組和TH組中的小鼠結腸雖有一定的恢復，但仍可見一些炎癥浸潤。

以炎癥細胞浸潤、組織結構改變以及隱窩損傷等因素進行組織病理學評分。由圖3B可知，MC組的組織病理學評分最高，這說明DSS建立的結腸炎模型嚴重損傷了結腸組織，而各組治療均能夠極其顯著降低組織病理學評分（

P

＜0.000 1）。苦蕎苗粉干預組（TL和TH）的組織病理學評分均低于MC組，且呈現出劑量依賴性改善趨勢，表明苦蕎苗粉能有效減輕結腸組織的病理損傷程度。

綜上表明，苦蕎苗粉可以有效緩解DSS誘導的結腸結構破壞和病理損傷，改善腸黏膜屏障功能，減輕結腸炎癥程度。

4

苦蕎苗粉對UC小鼠結腸組織中炎癥因子水平的影響

免疫反應是結腸炎的重要發病機制，可以通過抑制促炎細胞因子的分泌調節。TNF-α、IL-1β、IL-6是重要的促炎細胞因子，在急性結腸炎癥中大量表達。如圖4所示，與NC組相比，MC組小鼠結腸中炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6水平極其顯著升高（

P

＜0.000 1），這些變化表明腸道炎癥由DSS成功誘導。與MC組相比，陽性藥物組和不同劑量苦蕎苗粉組均在不同程度上抑制了UC小鼠結腸中炎癥因子水平的上調。結果表明，不同劑量的苦蕎苗粉均能有效抑制由DSS誘導UC引起的促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6水平升高，減少結腸炎癥級聯反應。

5

苦蕎苗粉對UC小鼠Toll樣受體4（TLR4）/NF-κB信號通路的影響

TLR4/NF-κB信號通路的激活在宿主炎癥和免疫反應的進展中至關重要，TLR4能夠識別異常的腸道微生物群并激活下游NF-κB信號通路的表達。NF-κB是一類廣泛參與炎癥、免疫反應、細胞增殖與凋亡調控的轉錄因子家族。其經典激活途徑的關鍵成員包括p65、IκBα等。NF-κB信號通路的磷酸化可誘導大量炎性細胞因子（包括TNF-α、IL-6和IL-1β）的分泌和基因表達，并加劇炎癥反應。如圖5所示，與NC組相比，MC組TLR4/

-actin、p-NF-κB p65/NF-κB p65、p-IκBα/IκBα的表達極其顯著上調（

P

＜0.000 1），說明DSS誘導的腸道炎癥激活了NF-κB信號通路。相反，與MC組相比，SASP、TL和TH組極顯著下調了TLR4/

-actin（

P

＜0.000 1）、p-NF-κB p65/NF-κB p65（

P

＜0.000 1）和p-IκBα/IκBα（

P

＜0.01）的表達。結果表明，抑制NF-κB信號通路的過度激活是苦蕎苗粉發揮抗結腸炎保護作用的核心分子機制之一，這與上述抗炎細胞因子的結果相印證。苦蕎苗粉既可能通過黃酮類活性成分直接作用于信號分子，也可能通過其膳食纖維成分經菌群代謝產生SCFAs間接實現，最終導致下游促炎因子表達的下調和炎癥反應的緩解。

6

苦蕎苗粉對UC小鼠腸道菌群的影響

6.1 腸道菌群多樣性分析

多樣性可以反映樣本個體的微生物群落豐度和多樣性。其中，Chao1指數反映菌群物種的豐度，Shannon指數反映菌群物種的多樣性。如圖6A、B所示，與NC組相比，經DSS處理后MC組的Chao1指數（

P

＜0.05）和Shannon指數（

P

＜0.01）顯著降低，說明DSS誘導的結腸炎會導致小鼠腸道菌群的物種多樣性和豐富度降低。與MC組相比，苦蕎苗粉治療后結腸炎小鼠的Chao1指數、Shannon指數有所升高，表明菌群豐富度和多樣性有恢復的趨勢。雖然未顯著改善，但這一趨勢與屬水平觀察到的有益菌（如

Akkermansia

Lactobacillus

）相對豐度顯著增加的結果相印證，表明苦蕎苗粉可能在調節菌群整體結構上發揮積極作用。

多樣性分析能夠反映不同樣本間的菌群組成差異，即樣本間物種的差異性。如圖6C、D所示，NC組與MC組小鼠腸道菌群組成存在顯著差異，苦蕎苗粉干預組與MC組表現出一定的分離趨勢，并且減少了與NC組間的樣本差異。

6.2 腸道菌群物種組成變化

由圖7A可知，門水平上的腸道菌群主要由厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidota）、疣微菌門（Verrucomicrobiota）、Proteobacteria、脫硫桿菌門（Desulfobacterota）和彎曲桿菌門（Campilobacterota）6 個門組成。各組Firmicutes和Bacteroidota的相對豐度總和均超過65%，為各組優勢菌門。Firmicutes與Bacteroidota的相對豐度比值（F/B）能夠反映UC患者腸道菌群失調的情況。與NC組相比，MC組的Bacteroidota相對豐度降低，而苦蕎苗粉干預組均有所上升，其F/B值較MC組下降。經苦蕎苗粉干預后，TL和TH組均在一定程度上降低了Proteobacteria、Desulfobacterota的相對豐度。Proteobacteria被認為是產生內毒素的致病菌，腸道內毒素含量的增加可導致各種疾病，如腸道炎癥、免疫紊亂和腸黏膜功能障礙。在UC模型及抑郁樣行為動物中，Deferribacterota的相對豐度顯著升高。同時苦蕎苗粉干預增加了Verrucomicrobiota的相對豐度，使UC小鼠的腸道菌群結構向NC組恢復。

由圖7B可知，小鼠腸道菌群主要組成為有益菌群

Akkermansia、Lactobacillus

Bifidobacterium

、毛螺菌屬（Lachnospiraceae_NK4A136_group）、蘇黎世桿菌屬（

Turicibacter

）和致病菌群擬桿菌屬（

Bacteroides

）、大腸桿菌-志賀氏菌屬（

Escherichia-Shigella

）、幽門桿菌屬（

Helicobacter

）、脫硫弧菌屬（norank_f__Desulfovibrionaceae）、腸球菌屬（

Enterococcus

）。與NC組相比，MC組norank_f__Muribaculaceae、Lachnospiraceae_NK4A136_group、

Lactobacillus

Bifidobacterium

的相對豐度顯著下降；經苦蕎苗干預能夠顯著提高

Akkermansia

、Lachnospiraceae_NK4A136_group、

Lactobacillus

3 種有益菌屬的相對豐度。此外，與MC組相比，低劑量苦蕎苗粉干預使得norank_o_Clostridia_UCG-014的相對豐度有所增加，呈現出向NC組恢復的趨勢（圖7B）。與NC組相比，MC組

Bacteroides、Escherichia-Shigella、Helicobacter

、norank_f__Desulfovibrionaceae、

Enterococcus

致病菌群相對豐度均顯著上升；經苦蕎苗干預后，致病菌群

Escherichia-Shigella、Helicobacter

、norank_f__Desulfovibrionaceae的相對豐度均顯著下降。

Akkermansia

是一種降解黏蛋白的細菌，可以將黏蛋白降解為包括SCFAs在內的多種代謝物，還能促進黏液的產生，維持腸道屏障完整性，從而緩解結腸黏膜炎癥。Lachnospiraceae_NK4A136_group因其降解毒素和產生丙酸的能力在腸道微生物代謝中扮演重要角色。

Lactobacillus

能夠產生乳酸并調節腸道菌群平衡，可能在結腸炎的治療中起到關鍵作用。norank_o_Clostridia_UCG-014可促進有益菌的生長，抑制腸道有害菌生長，恢復腸道菌群結構。苦蕎苗粉通過其益生元特性（膳食纖維）和生物活性物質（黃酮），抑制促炎致病菌，富集具有屏障修復、抗炎免疫調節和產SCFAs功能的有益菌，從而調節腸道菌群比例失調和維持整體腸道健康。

6.3 腸道菌群差異分析

為進一步明確苦蕎苗粉干預對DSS誘導結腸炎小鼠腸道菌群的特異性調節作用，本研究采用LEfSe分析（LDA得分＞4，

P

＜0.05）篩選組間差異顯著的微生物類群，揭示不同組別間具有顯著差異的微生物標志物。如圖7C、D所示，在NC、MC、TL和TH組中分別存在10、10、5、7 個顯著差異物種。在MC組小鼠腸道中，變形菌門的Gammaproteobacteria、Enterobacterales、Enterobacteriaceae、

Escherichia-Shigella

、Desulfovibrionia和Desulfovibrionales等菌群相對豐度較高，這些菌群與腸道炎癥加劇和腸屏障損傷密切相關。在苦蕎苗粉干預組中，norank_f__Muribaculaceae、norank_o__Clostridia_UCG-014等有益菌群為TL組的優勢菌群，疣微菌門的Verrucomicrobiae、Verrucomicrobiales、

Akkermansia

等有益菌為TH組的優勢菌群。

7

苦蕎苗粉對UC小鼠結腸內容物SCFAs的影響

腸道菌群產生的SCFAs（包括乙酸、丙酸和丁酸）可以通過抑制NF-κB通路，從而抑制炎性細胞因子（如IL-12、TNF-α和IL-6）的釋放緩解炎癥。其中丁酸在人體健康中發揮重要作用，能夠促進腸道免疫反應，改善腸道內的免疫功能。如圖8所示，相較于NC組，MC組的所有SCFAs水平均極其顯著下降（

P

＜0.000 1），這是UC患者和模型的普遍特征，直接源于腸道菌群失調和結腸上皮細胞代謝紊亂。經苦蕎苗粉干預后，SCFAs總含量和各SCFAs水平均有一定程度的升高。這可能是苦蕎苗粉通過提供大量可發酵型膳食纖維，有效促進產SCFA菌增殖和代謝活動，顯著提升結腸內SCFAs（尤其是丙酸和丁酸）水平。在提升丙酸、丁酸和SCFAs總含量方面，TL組的提升效果（

P

＜0.000 1）優于TH組（

P

＜0.01），這可能是因為過高的膳食纖維含量超過特定小鼠腸道菌群的發酵能力，導致部分纖維未被充分利用，以及苦蕎苗粉中的黃酮在高劑量時可能對某些產SCFA菌產生輕微抑制作用，而在低劑量時能夠發揮益生元協同作用。因此，需進一步研究其劑量-效應關系。

8

腸道菌群與其他指標的相關性分析

通過Spearman相關性熱圖分析脾臟指數、DAI評分、促炎細胞因子、炎癥信號通路關鍵蛋白和SCFAs之間的關系，結果如圖9所示。在DSS誘導的結腸炎中，包括Proteobacteria、Desulfobacterota、

Escherichia-Shigella

、norank_f__Desulfovibrionaceae在內的有害細菌相對豐度與促炎細胞因子水平、脾臟指數、DAI評分和免疫炎癥通路關鍵蛋白（p65、IκBα）的表達呈正相關，與SCFAs（乙酸、丙酸和丁酸）的水平呈負相關。相反，有益菌

Lactobacillus

、Lachnospiraceae_NK4A136_group的相對豐度與促炎細胞因子水平、脾臟指數、DAI評分和免疫炎癥通路關鍵基因的表達呈負相關，與SCFAs含量呈正相關。結果表明，苦蕎苗粉干預可能是通過改善腸道微生物群結構，促進SCFAs的產生，進而抑制關鍵的NF-κB炎癥信號通路，降低促炎細胞因子水平，最終緩解DSS誘導的結腸炎癥狀和組織損傷。

9

結 論

苦蕎苗粉具有豐富的膳食纖維，且含有一定質量的黃酮類成分，是一種可挖掘利用的苦蕎資源。通過苦蕎苗粉對DSS誘導小鼠結腸炎的保護作用研究發現，苦蕎苗粉可使UC小鼠體質量明顯增加，DAI評分下降，脾臟指數下降，結腸長度更趨近于正常小鼠，且結腸炎癥浸潤和隱窩受損情況得到改善，并使結腸中促炎細胞因子TNF-α、IL-1β和IL-6的表達量和NF-κB信號通路磷酸化水平降低。同時，苦蕎苗粉可通過降低有害菌

Escherichia-Shigella

Helicobacter

、norank_f__Desulfovibrionaceae的相對豐度，增加有益菌

Akkermansia

、Lachnospiraceae_NK4A136_group、

Lactobacillus

的相對豐度，從而減輕結腸炎小鼠的疾病癥狀。此外，也可通過SCFAs緩解結腸炎癥。因此，苦蕎苗粉是一種具有開發潛力的功能食品應用原料。

引文格式：

吳奇泳, 章汪玥, 趙江林, 等. 苦蕎苗粉對葡聚糖硫酸鈉誘導小鼠潰瘍性結腸炎的保護作用[J]. 食品科學, 2025, 46(24): 189-199. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250703-029.

WU Qiyong, ZHANG Wangyue, ZHAO Jianglin, et al. Protective effect of tartary buckwheat seedling powder on dextran sodium sulfate-induced ulcerative colitis in mice[J]. Food Science, 2025, 46(24): 189-199. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250703-029.

實習編輯：梁雯菁；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

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