纳米二氧化钛在调节肠道菌群中的新应用制造技术

本发明专利技术公开了纳米二氧化钛在制备调节和/或治疗由镉造成的肠道菌群紊乱的制剂中的应用。本发明专利技术的发明专利技术人在研究中发现，纳米二氧化钛可调节镉引起的肠道菌群紊乱，包括调节肠道菌群的丰度、结构及多样性。在调节中，包括降低脱铁菌门和/或拟杆菌门丰度，提高厚壁菌门丰度；罗姆布茨菌及罗氏菌等有益菌属丰度升高，而普雷沃菌属、螺旋杆菌属等炎症标志菌或致病菌丰度显著下降。根据纳米二氧化钛对镉导致的肠道菌群失衡有拮抗作用，可将纳米二氧化钛应用于制备调节和/或治疗肠道菌群紊乱，特别是应用于由重金属包括镉造成的肠道菌群紊乱的药物或食品或保健品中。药物或食品或保健品中。

【技术实现步骤摘要】
纳米二氧化钛在调节肠道菌群中的新应用


[0001]本专利技术属于生物医药领域，具体涉及纳米二氧化钛在调节肠道菌群中的新应用。

技术介绍

[0002]纳米二氧化钛(Titanium dioxide nanoparticles,nTiO2)是各种工业中生产最广泛的纳米材 料之一，据估算全球每年的nTiO2消费量达1000万吨，主要应用于化妆品和涂料。nTiO2根 据晶型可分为锐钛矿型，金红石型及板钛矿型，其中锐钛矿型及金红石型较为常见；又可根 据疏水性分为亲水型和疏水型。nTiO2良好的抗菌效果和阻隔能力使其复合包装材料得以广泛 的应用；因其对紫外线具有吸收作用，nTiO2用于防晒霜及喷雾的生产；而nTiO2良好的吸附 特性及光催化特性在环境污染治理中为废气的吸收及废水的处理提供了有效的方法。二氧化 钛可作为着色剂(E171)添加到糖果涂层、口香糖、冰淇淋、牙膏等食品和日用品中，而E171 中的二氧化钛颗粒一部分为纳米级，按数量计占5％～50％，按质量计最多占30％。
[0003]镉(Cd)是银白色有光泽的金属，广泛用于合金制造、电镀等工业领域，采矿活动及工 业废水中的Cd造成环境水及土壤污染后，由于大部分Cd化合物有较高的溶解度，极易被植 物吸收，通过环境及食物链在无脊椎动物和脊椎动物体内蓄积。Cd污染在我国乃至全世界一 直是一个突出的环境问题，Cd暴露及其毒性也一直深受人们关注。19世纪70年代日本神通 川的“痛痛病”被认为是长期摄入Cd污染的农作物引起的慢性中毒，而至今Cd污染的问题仍 未得到解决。
>[0004]随着测序技术的发展，我们开始认识到人体肠道微生物的数量之大、种类之多。人的肠 道中定居着1000多个属的微生物，数量超过100万亿个，形成了肠道微生物区系，其编码的 基因总数超330万个，是人类基因组的150倍。越来越多研究将肠道菌群的结构、功能与宿 主的生理、营养、免疫和代谢过程联系起来，认为肠道菌群在保持宿主健康的稳定方面起着 至关重要的作用。肠道微生物的组成和丰度改变，或功能的紊乱可能介导多种疾病的发展。 此外，肠道微生物一直被认为是有机污染物、抗生素、农药以及HMs等环境污染物的靶点。
[0005]破坏肠道环境及肠道微生物平衡被认为是nTiO2的安全隐患之一。过去的几年间，众多学 者进行了许多针对nTiO2重复给样对大小鼠肠道菌群影响的研究，选用的受试物包括E171，涂 料级或工业级nTiO2。这些研究大部分都报道了nTiO2导致肠道菌群的紊乱失衡，包括肠道菌 群丰度变化，以及Alpha多样性和Beta多样性的减少(Zhang S,Jiang X,Cheng S,et al.Titaniumdioxide nanoparticles via oral exposure leads to adverse disturbance of gut microecology andlocomotor activity in adult mice[J].Archives of Toxicology.2020,94(6))。但Bredeck等人用工业 级nTiO
2 P25掺入饲料对大鼠给样21天，未发现肠道菌群的显著改变。上述结果的差异可能与 nTiO2颗粒在晶型、粒径、疏水性、介质及前处理方式上的不同有关。
[0006]肠道微生物区系被认为是调解包括Cd在内的重金属毒性效应的重要角色。Breton
等人指出， 肠道微生物区系是Cd毒性的保护因素，服用Cd的无菌小鼠血、肝、肾和脾的Cd含量以及十二 指肠和结肠中的金属硫蛋白MT
‑Ⅰ
、MT
‑Ⅱ
的表达显著增加。长期和短期Cd暴露对肠道微生物 的影响也被证实，认为Cd暴露显著降低了大鼠肠道微生物区系的多样性和物种丰度，扰乱短 链脂肪酸的产生等肠道菌群生理功能，但研究中Cd暴露方式等差异可能会导致对特定菌群的 影响不一致。
[0007]目前关于nTiO2与重金属的联合毒性研究表明，nTiO2可以通过吸附重金属改变重金属在机 体中的有效浓度，从而改变重金属毒性。然而，关于nTiO2与Cd联合暴露对肠道菌群影响仍是 未知的。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种纳米二氧化钛的新应用。
[0009]包括以下技术方案。
[0010]纳米二氧化钛在制备调节和/或治疗肠道菌群紊乱的制剂中的应用。
[0011]纳米二氧化钛在制备调节和/或治疗由重金属造成的肠道菌群紊乱的制剂中的应用。
[0012]一种调节和/或治疗由重金属造成的肠道菌群紊乱的制剂，其活性成分包括有纳米二氧 化钛。
[0013]在其中一些实施例中，所述重金属为镉(Cd)。
[0014]在其中一些实施例中，所述纳米二氧化钛为食品级的亲水型nTiO2。
[0015]在其中一些实施例中，所述纳米二氧化钛的晶型为锐钛矿型。
[0016]在其中一些实施例中，所述纳米二氧化钛的平均粒径为40.9
±
9.6nm。
[0017]在其中一些实施例中，所述应用表现包括调节肠道菌群丰度和结构，提高肠道菌群多样 性。
[0018]在其中一些实施例中，所述调节和/或治疗由重金属造成的肠道菌群紊乱包括降低脱铁菌 门(Deferribacteres)和/或拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度，提高厚壁菌门(Firmicutes)丰度。
[0019]在其中一些实施例中，所述调节和/或治疗由重金属造成的肠道菌群紊乱包括提高罗姆布 茨菌属(Romboutsia)、罗氏菌属(Roseburia)、厌氧孢杆菌属(Anaerosporobacter)、Catabacter、 苏黎世杆菌属(Turicibacter)、和/或严格梭菌属(Clostridium_sensu_stricto)的丰度。
[0020]在其中一些实施例中，所述调节和/或治疗由重金属造成的肠道菌群紊乱包括降低普雷沃 菌属(Prevotella)、肠球菌属(Enterococcus)、粘液杆菌属(Mucispirillum)、螺旋杆菌属(Helicobatacter)和/或脱硫弧菌属(Desulfovibrio)的丰度。
[0021]在其中一些实施例中，所述制剂是药物或者食品或者保健品。
[0022]本专利技术的专利技术人在研究中发现，重金属(包括Cd)能造成肠道菌群结构失衡，而纳米二 氧化钛可缓解重金属(包括Cd)导致的肠道菌群结构失衡，包括调节肠道菌群丰度和结构， 提高肠道菌群多样性。在调节中，包括降低脱铁菌门(Deferribacteres)和/或拟杆菌门 (Bacteroidetes)的丰度，提高厚壁菌门(Firmicutes)丰度；罗姆布茨菌(Romboutsia)及罗 氏菌(Roseburia)等的有益菌属丰度升高，而普雷沃菌属
(Prevotella)、螺旋杆菌属 (Helicobatacter)等炎症标志菌或致病菌丰度显著下降。根据纳米二氧化钛对Cd导致的肠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.纳米二氧化钛在制备调节和/或治疗肠道菌群紊乱的制剂中的应用。2.纳米二氧化钛在制备调节和/或治疗由重金属造成的肠道菌群紊乱的制剂中的应用，优选地，所述重金属为镉。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征是，所述纳米二氧化钛为食品级的亲水型纳米二氧化钛。4.根据权利要求3所述的应用，其特征是，所述纳米二氧化钛的晶型为锐钛矿型，优选地，所述纳米二氧化钛的平均粒径为40.9
±
9.6nm。5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征是，所述应用表现包括调节肠道菌群丰度和结构，提高肠道菌群多样性。6.根据权利要求1或2所述的应用，其特征是，所述调节和/或治疗由重金属造成的肠道菌群紊乱包括降低脱铁菌门(Deferribacteres)和/或拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度，提高厚壁菌门(Firmicutes)丰度。7.根据权利要求1或2所述的应用，其特征是，所述调节和/或治疗由重金属造成的肠道菌群紊...

【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书一页说明书一六页序列表一页附图九页，
申请(专利权)人：广东省疾病预防控制中心，
类型：发明
国别省市：