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科研 | 槲皮素和白藜芦醇通过调节肠道菌群协同治疗高脂饮食引起的肥胖症
2017-11-28

一、导读


肥胖症日益流行,特别是与肥胖相关的心血管疾病、非酒精性脂肪肝、2型糖尿病等,已经成为全球健康挑战之一,因此肥胖症的预防和治疗成为全球研究的热点。许多关于肥胖的研究主要集中在宿主基因(基因诱导型肥胖)和饮食过量(饮食诱导型肥胖)这两个方面。然而,许多研究表明,肠道菌群组成的变化与肥胖及其相关代谢的紊乱有关,可能是治疗此类疾病的新靶点。
 

槲皮素和白藜芦醇作为次生代谢产物,广泛分布在各种食物中,如水果,蔬菜和饮料。越来越多的证据表明,槲皮素和白藜芦醇可以防止肥胖及相关代谢综合症。这两种多酚可能通过抗炎、抗氧化、抗肥胖以及其他潜在的生物活性发挥疗效。但其具体的机制不太明确。本研究通过生理及16S rRNA基因测序的方法,探讨槲皮素与白藜芦醇治疗高脂饮食诱导型肥胖症的发病机制。


二、论文ID


原名Combination of quercetin and resveratrol reduces obesity in high-fat diet-fed rats by modulation of gut microbiota
 

译名槲皮素和白藜芦醇通过调节肠道菌群协同治疗高脂饮食引起的肥胖症

期刊Food & Function

IF3.246

发表时间2017年

通讯作者周明眉

通讯作者单位上海中医药大学


三、实验设计



四、实验结果


1.CQR能够治疗高脂饮食诱导的大鼠肥胖症

给大鼠喂食高脂饮食,10周后,检测体重、食物能量摄入量、脂肪组织形态等。结果显示,CQR可以抑制高脂饮食诱导的大鼠肥胖症。

 

图1  10周后,CQR组对大鼠体重和脂肪重量、食物能量摄入量、脂肪组织形态的影响(每组大鼠数量:n =8)

注:(a)体重。(b)体重总增量。(c)食物摄取量。(d)能量摄入。(e)白色脂肪组织重量。肾周脂肪组织;附睾脂肪组织;皮下脂肪组织。(f)白色脂肪的比率。(g)附睾脂肪组织中脂肪细胞直径。(h)附睾脂肪组织形态。HFD组与ND组之间显著差异表示方式:*:P<0.05;**:P<0.01;***:P<0.001。CQR组与HFD组之间显著差异表示方式:#: P < 0.05; ##: P < 0.01; ###:P<0.001。


2.CQR对血清生化指标的影响

结果显示,与ND组比较,HFD组血清中甘油三脂、总胆固醇、低密度脂蛋白水平显著升高。CQR组可以降低血清中甘油三脂、总胆固醇、低密度脂蛋白。


 表1 10周后不同组代谢参数检测表

注:表中所有数据为均值±标准误。统计学分析采用非参数Mann-Whitney检验。HFD组与ND组之间显著差异表示方式:*:P<0.05;**:P<0.01;***:P<0.001。CQR组与HFD组之间显著差异表示方式:#: P < 0.05; ##: P < 0.01; ###:P<0.001。


3.CQR改善高脂饮食诱导引起的血清中炎症细胞因子情况

结果显示,CQR可以降低血清中TNF-α、IL-6和 MCP-1,减轻肥胖诱导的炎症综合症。


图2 CQR对血清中炎症因子的影响情况(每组大鼠数量:n= 8)

注:(a)肿瘤坏死因子-α、(b)白细胞介素-6、(c)单核细胞趋化蛋白1 


4.CQR调节高脂饮食引起的肠道菌群失调

结果显示,厚壁菌门为每组中丰度最高的组。Firmicutes,BacteroideteProteobacteria在各组中存在显著的差异。高脂饮食组肠道菌群中厚壁菌与拟杆菌的比例增加,这一情况与前人的研究结果相符。


 

图3 CQR调节肠道菌群的结构和多样性(每组大鼠数量:n = 8)

注:(a)主坐标分析(PCoA)。(b)依据V4-V5区对微生物16S rRNA序列检测结果的聚类情况。(c)大鼠肠道菌群OTU水平α多样性分析:稀疏曲线,香农曲线和香农多样性指数。

 

图4 CQR在门水平对肠道菌群的调节情况(每组大鼠数量:n = 8)

注:(a)  粪便微生物群落在门水平的分布。(b)各组门水平微生物的平均组成。(c)粪便样品中细菌在门水平的相对丰度。(d)各组中厚壁菌门/拟杆菌门的比率。


5.CQR调节高脂饮食引起的肠道菌群在纲、目、科、属水平的变化

结果显示,CQR可以调节高脂饮食引起的肠道菌群在纲、目、科、属水平的变化。为进一步了解肥胖大鼠粪便中微生物的群落结构,绘制了50个相对丰度较高的属的热图。结果显示,各微生物的群落结构在属水平差异明显。


图5 CQR调节高脂饮食引起的肠道菌群在纲、目、科、属水平的变化(每组大鼠数量:n = 8)

注:(a)粪便中微生物群落在纲水平的分布。(b)纲水平粪便样品中细菌种类的相对丰度。(c)粪便中微生物群落在目水平的分布。(d)目水平粪便样品中细菌种类的相对丰度。(e)粪便中微生物群落在科水平的分布。(f)科水平粪便样品中细菌种类的相对丰度。(g)粪便中微生物群落在属水平的分布。(h)属水平粪便样品中细菌种类的相对丰度。


 

图6 粪便中微生物属水平16S rRNA基因序列的热图(每组大鼠数量:n = 8)

注:在相同的分类级别,红色表示高的百分比值,绿色表示低百分比值。


五、研究结论


槲皮素与白藜芦醇协同发挥作用降低大鼠的体重及内脏脂肪组织的重量。槲皮素与白藜芦醇降低血清血脂、血清炎症因子(白细胞介素-6,肿瘤坏死因子,单核细胞趋化蛋白)。并且,槲皮素与白藜芦醇可以通道调节肠道菌群治疗肥胖,降低厚壁菌门与拟杆菌门的比例。因此,槲皮素与白藜芦醇可以协同发挥疗效治疗高脂饮食诱导的肥胖。


六、点评


本研究通过检测大鼠的生理指标与粪便肠道菌群群落结构,评估槲皮素与白藜芦醇对高脂饮食诱肥胖症的治疗效果。本研究证明,槲皮素与白藜芦醇可以预防和治疗肥胖。

 

 

 

本文摘自微信公众号:微生态。