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饮用水中补充低聚木糖对生长阶段的小鼠骨骼特性和相关钙转运蛋白的影响
发布时间 : 2021.10.21
低聚木糖 骨骼性质 钙转运蛋白 生长阶段的小鼠


试验部分

研究对象: 96只21日龄断奶雄性ICR小鼠(20-22 g),在标准化的环境条件下(22±1℃,相对湿度为50%,12h的明暗循环中),将其放在单独的不锈钢笼中进行7天的适应期。


方法: 将96只28日龄的小鼠随机分成4个研究组,研究期间饲喂相同的商业谷物饲料,每组分别饮用含有0%(对照组)、1%、2%、4% XOS-95P的去离子水(即每200mL去离子水中添加0g、2.1g、4.2g、8.4g XOS-95P制成的饮用水)。在整个实验期间所有小鼠都可以自由进食食物和实验饮用水,研究周期为30天,期间每天记录实验性饮用水,且每隔10天随机选择每组8只小鼠记录一次体重和食物摄入量;此外,在38、48和58日龄时,分别从每组中随机选择8只断水断食8h的小鼠,采用二氧化碳将小鼠安乐死后,对小鼠进行盲肠酸碱度、盲肠壁重、血清钙和磷浓度的检测、骨骼特性分析、肠道形态学评价和免疫组织化学分析。


试验结果

如表1所示,所有小鼠的平均增重或最终平均体重在各组之间没有明显差异(P>0.05)。此外,没有观察到食物和水的摄入量或有效摄入量的显著变化(p>0.05)。

如表2所示,观察到各组小鼠盲肠pH具有显著差异性(p=0.005)且呈剂量依赖性降低;盲肠壁重量呈现剂量依赖性增加,但与对照组相比,只在4% XOS组中观察到显著差异(p=0.01)。当分析血清钙和磷浓度时,所有组在第58天没有发现显著差异(p> 0.05)。

如表3所示,在不同的生长阶段,各组间股骨中轴的长度、重量或直径没有显著差异(p>0.05);尽管在所有XOS组中通过DEXA测定的整个股骨和股骨远端的骨密度显示出在三个生长阶段的剂量依赖性增加,但是在生长后期0% XOS和4% XOS之间在股骨远端的骨密度(BDM)中观察到显著差异(p=0.04);同时,在生长后期4% XOS组的骨断裂强度显著高于0% XOS组(p=0.008);第4组在第58天的960/cm FWHM值显著低于第1组(p=0.007),其他各组之间无显著差异(p>0.05)。

如表4所示,随着饮用XOS浓度的增加,十二指肠绒毛高度呈线性增加。然而,与0%、1%和2% XOS相比,只有4% XOS达到统计学显著性(分别p<0.001、p=0.001和p=0.008)。同时,观察到隐窝深度的剂量依赖性减少,仅在0% XOS组和4% XOS组之间观察到显著增加(p=0.006)。VH:CD的变化与肠绒毛高度和隐窝深度一致。与0% XOS和1% XOS相比,使用4% XOS显著增加了VH:CD (分别p=0.001和p=0.004)。

进行免疫组织化学分析和半定量分析,以评估TRPV6和NCX1在所有58天小鼠十二指肠中的蛋白表达。如图1所示,所有组均观察到NCX1阳性染色。与不含XOS的对照组相比,1%、2%和4% XOS组均上调了NCX1的表达,但仅在对照组和4% XOS组之间观察到显著增加(p= 0.01)。同时,在1%,2%和4% XOS组小鼠中TRPV6的表达明显高于对照组(分别为p= 0.02,p = 0.03和p = 0.04)。




图1 低聚木糖(XOS)添加对四组十二指肠Na+/Ca2 +交换剂1 (NCX1) (a, b)和瞬时受体电位香草醛受体6 (TRPV6)(c, d)表达的影响。 比例尺:10 μm。数值为平均值(n=8),其标准误差由竖线表示。 a, b不同字母的平均值差异显著(p<0.05;图基(tukey)事后检验法)。

试验总结
XOS通过降低盲肠pH,增加盲肠壁重和绒毛高度以及上调相关钙转运蛋白的表达,对骨骼特性产生了积极影响。因此,补充适当剂量的XOS可被认为是青少年达到峰值骨量的一种有前景的辅助策略。



参考资料:
Gao Hang and Zhou Zhenlei. Effect of Xylo-Oligosaccharides Supplementation by Drinking Water on the Bone Properties and Related Calcium Transporters in Growing Mice [J]. Nutrients, 2020, 12(11): 3542-3553.