背景

2′-岩藻糖基乳糖（2′-FL）是母乳寡糖（HMOs）的一种，在母乳中含量丰富。母乳寡糖被认为具有益生元和免疫调节作用，能够影响婴儿的肠道微生物菌群并增强其免疫系统功能。本研究旨在探讨2′-FL在哺乳大鼠中的免疫调节和益生元效应，通过分析2′-FL对大鼠微生物群落、免疫系统以及代谢产物的影响来揭示其潜在的健康益处。

PART.1

研究设计和方法

本研究采用了随机对照试验设计，将新生Wistar大鼠随机分为对照组和实验组，在哺乳期内分别给予标准饲料和添加2′-FL的饲料。研究过程中，通过粪便采样和血液样本分析来监测大鼠的肠道微生物菌群变化、免疫球蛋白水平及代谢产物浓度。采用16S rRNA基因测序技术对粪便样本中的微生物群落进行分析，并通过酶联免疫吸附测定（ELISA）检测血清中的免疫球蛋白含量。

PART.2

主要发现

1. 生长和粪便特性无明显区别 

研究结果显示，2′-FL的补充对哺乳期大鼠的体重增长和粪便特性没有显著影响。这表明2′-FL在所用剂量下是安全且耐受的，不会引起负面生理反应。

2. 免疫球蛋白和细胞因子水平提高 

补充2′-FL的大鼠显示出高度炎症关联因子（如IL-1β、IL-6、IFN-γ）水平的降低，证明了2′-FL的抗炎潜力。

此外，补充了2′-FL的动物还显示出了更高水平的循环免疫球蛋白G  (IgG)和免疫球蛋白A (IgA)，并促进了脾脏中B细胞、T细胞和巨噬细胞的增殖，也表明2′-FL在免疫系统的发育中起到了积极的作用。

图1：2′-FL对肠道基因表达和细胞因子的影响

（A）第8天，实时PCR对IgA分泌、Toll样受体、细胞因子、上皮屏障和成熟度的定量评估

（B）第8天，在动物的肠道冲洗液中定量细胞因子（IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12、IFN-γ、TNF-α）的集合

（C）第16天，在动物的肠道冲洗液中定量细胞因子（IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12、IFN-γ、TNF-α）的集合

图2：补充2′-FL对血浆免疫球蛋白水平的影响

3. 肠道组织形态得到改善

2′-FL的给药在小肠中显示出肠营养效应，如更高的绒毛高度和面积，这表明2′-FL有助于维持肠道健康。

图3：2′-FL对第8天肠道组织形态的影响

（A）用苏木精和伊红染色的远端空肠切片的代表性图像，100×

（B）乳鼠的绒毛高度、绒毛宽度、绒毛面积、隐窝深度、绒毛高度/隐窝深度比和空肠周长

4. 粪便微生物菌群组成发生显著变化

2′-FL组的大鼠在粪便微生物菌群组成上显示出显著变化，特别是在菌门、科和属的水平，显示出有益菌如双歧杆菌和乳酸杆菌的丰度增加，同时潜在的病原菌减少。表明2′-FL对维护肠道的健康有积极作用。

图4：第8天2′-FL对粪便微生物菌群组成的影响

（A）门、科、属和种细菌的相对比例

（B）细菌在家族水平上的比例PCA

（C）Venn图显示REF和2′-FL组中的科和属的数量

5. 尿液代谢中的短链脂肪酸水平增加

尿液代谢组学分析显示，2′-FL组的大鼠具有更高的短链脂肪酸（如乙酸、丙酸和丁酸）水平，这些代谢产物与肠道健康密切相关。

 讨论和展望

本研究证明了2′-FL在哺乳大鼠中具有显著的免疫调节和益生元效应。2′-FL通过调节肠道微生物菌群、增加免疫球蛋白水平和短链脂肪酸浓度，从而改善肠道健康和增强免疫功能。未来的研究可以进一步探讨2′-FL在其他动物模型和人类中的作用机制，特别是其在预防和治疗肠道疾病中的潜力。此外，2′-FL作为一种功能性食品成分，具有广泛的应用前景，值得在食品和保健品领域进行深入开发。

参考文献

[1] Ignasi Azagra-Boronat, M. J. et al. (2019). ImmunomodulatoryPrebiotic Effects of 2′-Fucosyllactose in Suckling Rats. Frontiers in Immunology, 10, 1773. doi:10.3389/fimmu.2019.01773