研究揭示植物乳杆菌缓解肥胖和脂质代谢异常的机制

  全球范围内,肥胖问题导致糖尿病、高血压和心血管疾病等代谢疾病的高发。近年来,中国农业科学院饲料研究所饲料资源与生物转化创新团队通过筛选获得两株植物乳杆菌,深入研究了其缓解高脂饮食导致的肥胖及其对肝脏损伤的效果和系统性机制。

  科研人员通过高脂饮食构建了肥胖小鼠模型,发现高脂饮食导致小鼠体重、体增重、肝重、脂肪重,及其肝脏与血清中TG、TC与ALT显著增加。利用宏基因组测序技术,结合代谢组分析方法,研究发现高脂饮食导致肠道菌群失调,肠道内代谢物也相应发生显著变化,富集到变化的主要代谢通路为甘油磷脂代谢路径和胆汁酸代谢路径。变化的代谢产物通过肠-肝轴进而影响肝脏中胆碱、磷脂酰胆碱、以及胆酸、牛磺胆酸等发生显著变化,相关结果在线发表于《营养与代谢(Nutrition & Metabolism)》。进一步进行血清代谢组分析,获得肥胖相关的代谢标志物55个,包括磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱、吲哚-3-乙醇等,主要参与甘油磷脂代谢、色氨酸代谢、花生四烯酸代谢及氨基酸生物合成等代谢途径。这些标志物有利于更好地检测由高脂代谢引起的肥胖及相关疾病,评估其风险和治疗效果,相关研究成果在线发表于《食品(Foods)》。

  

  植物乳杆菌( Lactobacillus plantarum )作为乳酸菌的一种,已被广泛应用于食品及医疗保健等领域,并得到欧洲食品安全管理局、美国食品和药物管理局的安全资格认定。研究发现植物乳杆菌 FRT4和FRT10都具有降脂护肝的功能,饲喂后显著降低小鼠体重、体增重、肝重、脂肪重,以及肝脏与血清中TG、TC和ALT含量,降低肝脏中脂质合成相关基因与增强脂质氧化相关基因表达,以及降低肠道、血清与肝脏中胆碱、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等甘油磷脂类代谢产物,显著增加菌群多样性与丁酸产生菌的相对丰度,尤其是增加 Lactobacillus , Akkermansia , Bifidobacterium , Odoribacter , Intestinimonas , Butyricicoccus 和 Butyricimonas 菌属相对丰度,增强肠道紧密连接,缓解肠道炎症,关联分析发现肠道差异菌属与肝脏甘油磷脂中间代谢物呈重要相关性。相关研究成果在线发表于《应用微生物与生物技术(Applied Microbiology and Biotechology)》,《食品与营养研究(Food & Nutrition Research)》与《食品(Foods)》。

  本研究结果证实植物乳杆菌FRT4与FRT10缓解高脂饮食所导致的脂质代谢异常的机制主要在于调节甘油磷脂代谢路径,为进一步了解肥胖发病机制提供新的思路,同时为植物乳杆菌在缓解肥胖及脂质代谢异常疾病中的应用提供理论依据,为更好的治疗饮食导致的肥胖提供新的途径。

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