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枸杞調(diào)節(jié)腸道菌群可預(yù)防急性酒精攝入引起的肝損傷

 長沙7喜 2022-09-02 發(fā)布于湖南

   轉(zhuǎn)自公眾號: 代謝組metabolome

導(dǎo)讀
飲食是影響宿主生理的腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能的主要驅(qū)動因素。酗酒會導(dǎo)致肝臟疾病和腸道菌群失調(diào)。本研究旨在探究傳統(tǒng)保健食品-枸杞(Goji)是否可以調(diào)節(jié)腸道菌群并且預(yù)防急性酒精攝入引起的肝損傷。結(jié)果表明,通過降低血清天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、促炎細(xì)胞因子以及肝組織中脂多糖的含量,服用Goji14天可減輕急性肝損傷。Goji保持了上皮屏障的完整性并增加了盲腸內(nèi)容物中的丁酸水平。此外,我們在抗生素處理和糞便微生物群移植(FMT)實(shí)驗(yàn)下,建立了腸道微生物群與枸杞肝臟保護(hù)作用之間的因果關(guān)系。我們通過使用16S rRNA基因測序,發(fā)現(xiàn)GojiGoji處理的小鼠糞便移植(FMT-Goji)都增加了肝臟中的谷胱甘肽(GSH),并選擇性地富集了產(chǎn)丁酸的腸道菌阿克曼菌屬和瘤胃球菌。盲腸樣本的代謝組學(xué)分析表明,枸杞及其調(diào)節(jié)的微生物群可以調(diào)節(jié)retinoyl β-葡萄糖苷酸、香草酸,并增加參與GSH代謝的谷氨酸和焦谷氨酸的水平。我們的研究強(qiáng)調(diào)了枸杞、腸道微生物群和肝臟穩(wěn)態(tài)之間的關(guān)系。

論文ID


原名:Dietary Goji Shapes the Gut Microbiota to Prevent the Liver Injury Induced by Acute Alcohol Intake
譯名:膳食枸杞塑造腸道菌群以預(yù)防急性酒精攝入引起的肝損傷
期刊:Frontiers in Nutrition
IF:6.590
發(fā)表時(shí)間:2022.07
通訊作者:耿燕&李華鐘
通訊作者單位:江南大學(xué)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

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實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1. 補(bǔ)充Goji可改善酒精性肝損傷

為了評估Goji對急性酒精攝入引起肝損傷的保護(hù)作用,我們用1%2%Goji飲食和陽性對照藥物聯(lián)苯雙酯進(jìn)行了為期14天的干預(yù)。如血清中較低的丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)水平所示,我們發(fā)現(xiàn)1%2%Goji飲食和聯(lián)苯雙酯具有保肝作用,(補(bǔ)充圖S1)。基于人類每日適量食用Goji,我們選擇了1%Goji飲食,進(jìn)一步研究Goji的保肝作用機(jī)制。我們發(fā)現(xiàn)飲食Goji干預(yù)14天顯著降低血清ALTAST水平(p< 0.05)(圖1A-C)。在用酒精處理的小鼠中,蘇木精-伊紅染色的肝臟切片上的炎癥細(xì)胞浸潤增加,但被Goji所緩解(圖1D)。與對照(CTRL)小鼠相比,酒精處理(ALD)小鼠肝臟中的LPS含量增加。但與ALD小鼠相比,Goji小鼠的LPS水平低于4.607 ± 0.1326 EU/L< 0.05)(圖 1E)。此外,與CTRL小鼠相比,ALD小鼠肝臟中的谷胱甘肽(GSH)水平降低,但Goji預(yù)處理小鼠的水平顯著增加(p< 0.05)(圖1F)。此外,Goji顯著降低了促炎細(xì)胞因子的水平,例如IL-1βIL-2,這些細(xì)胞因子通過急性酒精處理升高(p< 0.05)(圖1GH)。Goji組中的其他炎性細(xì)胞因子和趨化因子,如IL-3IL-12、TNF-α、IL-17AMIP-1α顯著低于ALD組(補(bǔ)充圖S2)。ALD小鼠血清中IL-4、IL-13CCL2MCP-1)和CCL4MIP-1β)水平也升高,Goji干預(yù)呈下降趨勢(補(bǔ)充圖S2)。這些結(jié)果表明,膳食Goji補(bǔ)充可改善肝臟中急性酒精引起的炎癥和氧化應(yīng)激。

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圖1 膳食Goji可預(yù)防小鼠急性酒精引起的肝損傷

(A) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。(B) 血清中的AST水平。(C)血清中的ALT水平。(D)蘇木精和伊紅染色的肝臟代表性切片(100×, 200×)。比例尺,50 μm。(E) 肝臟中LPS的濃度。(F)肝臟中GSH的濃度。(G)血清中IL-1β的水平。(H)血清中IL-2的水平。對于B-F,n = 6-8;對于G和H,n = 3–4。數(shù)據(jù)顯示為平均值 ± SEM,統(tǒng)計(jì)顯著性通過Tukey檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較校正的單因素ANOVA評估。*p 值< 0.05。

2. Goji維持上皮細(xì)胞完整性并調(diào)節(jié)短鏈脂肪酸

飲酒可能會破壞粘液和上皮屏障,并通過腸道衍生的病原體相關(guān)分子模式PAMPs(如LPS)的易位引發(fā)炎癥反應(yīng),LPS是一種來自革蘭氏陰性菌外膜的內(nèi)毒素。因?yàn)?/span>Goji抑制LPS易位至肝臟,我們接下來評估了Goji對腸道屏障的影響。粘液是腸道的第一道屏障,細(xì)菌或病原體必須穿透它才能到達(dá)上皮細(xì)胞。結(jié)腸表面杯狀細(xì)胞不斷分泌粘蛋白2MUC2)并維持粘液層。如圖2A所示,與CTRL小鼠相比,ALD小鼠的結(jié)腸組織MUC2和杯狀細(xì)胞數(shù)量減少,而我們通過MUC2免疫組織化學(xué)和AB-PAS染色測定發(fā)現(xiàn),Goji可維持粘液層。酒精降低了與維持腸道完整性有關(guān)的Claudin1的基因表達(dá),而Goji顯著提高了其在小鼠結(jié)腸組織中的表達(dá)(圖 2B)。

短鏈脂肪酸是最豐富的代謝物,由結(jié)腸細(xì)菌對富含難以消化纖維的飲食進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生。我們發(fā)現(xiàn),與CTRL小鼠相比,酒精導(dǎo)致盲腸內(nèi)容物中的SCFA水平較低(圖 2C-E)。與ALD組相比,Goji組的乙酸和丁酸鹽含量增加(圖2C),其中丁酸鹽的增加幅度接近2倍(分別為18.63 ± 3.2967.621 ± 1.262 μmol/g,p< 0.05;圖2D)。此外,與ALD相比,Goji還增加了異戊酸的水平(4.919 ± 1.502,n = 71.817 ± 0.4527 μmol/g,n = 6,分別為p< 0.05;圖2E)。這些數(shù)據(jù)表明,Goji恢復(fù)了腸上皮細(xì)胞的完整性并維持了腸道中SCFA的水平。

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圖2 Goji維持腸道微環(huán)境并調(diào)節(jié)腸道微生物群的整體結(jié)構(gòu)

(A) 結(jié)腸切片MUC2表達(dá)的AB-PAS染色和免疫組化分析。比例尺,100μm。(B) Claudin1在結(jié)腸中的相對表達(dá)。(C)盲腸乙酸的定量。(D)丁酸的定量。(E)異戊酸的定量。(F)微生物群的香農(nóng)指數(shù);(G)微生物群的辛普森指數(shù)。(H)主坐標(biāo)分析(PCoA)基于未加權(quán)UniFrac距離在D0處繪圖。每個(gè)點(diǎn)代表每個(gè)樣本。(I) D14 的PCoA圖。(J) D15的PCoA圖。F-J,n = 8。數(shù)據(jù)顯示為平均值± SEM,統(tǒng)計(jì)顯著性通過Tukey檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較校正的單因素ANOVA評估。*p 值 < 0.05。

3. Goji改變腸道微生物組成

共生微生物群在預(yù)防急性ALD方面具有有益作用。因此,我們進(jìn)行了16S rRNA基因測序來描述腸道微生物群的整體變化。香農(nóng)和辛普森指數(shù)在第0(D0)和第14(D14)小鼠的α多樣性沒有顯著差異。酒精處理后,Goji組的香農(nóng)和辛普森指數(shù)略高于CTRLALD組(圖2F,G)。基于未加權(quán)UniFrac距離的β-多樣性主坐標(biāo)分析(PCoA)反映了Goji改變了小鼠的腸道微生物群結(jié)構(gòu),尤其是在用Goji處理14天后(圖2H-J)。

D15的進(jìn)一步比較表明,與CTRL組相比,ALD組的擬桿菌門和變形菌門的相對豐度較高,但厚壁菌門和Epsilonbacteraeota以及放線菌的相對豐度較低。Goji顯著逆轉(zhuǎn)了厚壁菌門、擬桿菌門和變形菌門的變化。此外,Goji組中疣微菌的相對豐度顯著高于CTRLALD組。在科水平上,Goji導(dǎo)致阿克曼氏菌科和雙歧桿菌科的豐度增加,但降低了普氏菌科的豐度(補(bǔ)充圖 S3B)。在屬水平上,Goji顯著增加了阿克曼氏菌和瘤胃球菌科_UCG_014的相對豐度,同時(shí)降低Alloprevotella的相對豐度。

為了確定三個(gè)實(shí)驗(yàn)組在酒精暴露前后的差異豐富的分類,我們應(yīng)用了線性判別分析(LDA)和LEfSe分析(圖3A、B;補(bǔ)充圖 S4、S5)。LEfSe強(qiáng)調(diào)統(tǒng)計(jì)意義和生物學(xué)相關(guān)性。根據(jù)LDA評分,雙歧桿菌屬、乳酸桿菌屬、Eubacterium_xylanophilum_group、瘤胃球菌科_UCG_014 和阿克曼氏菌是D14 時(shí)Goji組中最富集的屬。急性酒精暴露后,Goji組仍富集阿克曼氏菌和Ruminococcaceae_UCG_014。

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圖3 實(shí)驗(yàn)組之間顯著差異的分類群和代謝功能預(yù)測

(A)在Goji預(yù)處理14天(D14)后,處理LEfSe分類分支圖以識別不同水平的特定分類群。(B) D15酒精休克后CTRL組、ALD組和Goji組的特異性類群。顯著區(qū)分的分類單元節(jié)點(diǎn)被著色,分支區(qū)域根據(jù)分類單元的效應(yīng)大小被著色。綠色表示CTRL組中富集的分類群;紅色表示ALD組富集的類群;藍(lán)色表示Goji組中富集的類群。僅顯示LDA分?jǐn)?shù)>3的分類單元。黃色表示沒有顯著差異的物種。前綴表示每個(gè)分類單元的分類等級的縮寫,包括門(p)、綱(c)、目(o)、科(f)和屬(g)。(C) 阿克曼氏菌的相對豐度。(D) 瘤胃球菌科_UCG_014 的相對豐度。數(shù)據(jù)顯示為平均值± SEM (n = 7–8),并且通過Tukey檢驗(yàn)對多重比較進(jìn)行校正的單因素ANOVA評估的統(tǒng)計(jì)顯著性。(E) ALD和Goji在第15天代謝途徑的顯著差異。使用Welch檢驗(yàn)計(jì)算P值。(F) 肝臟相關(guān)指數(shù)與顯著不同屬的相對豐度之間的Spearman相關(guān)性??潭却硐嚓P(guān)系數(shù)。*p 值 < 0.05,**p 值< 0.01。

4. Goji改變腸道微生物功能

腸道微生物群在宿主體內(nèi)承擔(dān)著重要的生理功能。功能基因?qū)τ谫x予微生物的代謝表型很重要,從而導(dǎo)致復(fù)雜的生態(tài)相互作用。我們進(jìn)一步執(zhí)行Tax4Fun分析,以預(yù)測D15的功能靶點(diǎn)。與ALD組相比,Goji組的LPS生物合成減少。此外,在京都基因和基因組百科全書(KEGG)通路分析中,Goji上調(diào)其他聚糖降解、碳水化合物消化和吸收以及N-聚糖生物合成(圖3E)。

此外,我們通過Spearman秩相關(guān)分析將肝損傷相關(guān)參數(shù)與ALDGoji組之間的20個(gè)差異屬(相對豐度> 0.1%)相關(guān)聯(lián)(圖3F)。其中,阿克曼氏菌和Ruminococcaceae_UCG_014GSH含量(r = 0.49,p < 0.05;r = 0.68 < 0.01)呈正相關(guān),與ASTr = -0.03,p = 0. 9;r = -0.07 = 0.73)、ALTr = -0.24, = 0.31;r = 0.005p = 0.98)呈負(fù)相關(guān)。雖然Alloprevotella  f_Desulfovibrionaceae_unclassifiedLPS呈顯著正相關(guān),但與GSH含量呈負(fù)相關(guān)(圖3F)。

5. Goji的腸道菌群預(yù)防急性酒精性肝損傷

為了確定腸道微生物群是否可能有助于Goji的保肝作用,我們進(jìn)行了抗生素(ABX)處理和糞群移植(FMT)。如圖4A所示,我們在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中用ABX處理小鼠。我們發(fā)現(xiàn)Goji的肝臟保護(hù)作用隨著腸道微生物的消除而消失(圖 4B-D)。

為了進(jìn)一步確定Goji調(diào)節(jié)的腸道微生物群結(jié)構(gòu)是否可能對肝臟保護(hù)起因果作用,我們進(jìn)行了FMT實(shí)驗(yàn)。我們發(fā)現(xiàn),與酒精處理后移植CTRL菌群的小鼠相比,移植了Goji菌群的小鼠血清中ALTAST水平顯著降低(p< 0.05)(圖4E-G),并且肝臟的炎癥在FMT-Goji中得到緩解(補(bǔ)充圖 S6A)。與FMT-CTRLFMT-ALD組相比,FMT-Goji顯著增加肝臟中的GSH含量(p < 0.05)(圖 4H)。與FMT-ALD組相比,FMT-Goji組導(dǎo)致盲腸中丁酸增加1.69倍(p < 0.05)(圖4I)。FMT-ALDFMT-Goji組之間的乙酸和丙酸水平?jīng)]有顯著差異(補(bǔ)充圖 S6B,C)。此外,與FMT-CTRLFMT-ALD組相比,FMT-Goji 組中阿克曼氏菌的相對豐度更高( < 0.05)(圖 4J)。FMT-Goji中瘤胃球菌科的相對豐度高于FMT-CTRLFMT-ALD 組(補(bǔ)充圖 S6D)。LEfSe分析顯示瘤胃梭菌屬和阿克曼氏菌屬是FMT-Goji小鼠的生物標(biāo)志物(圖4K)。這些數(shù)據(jù)表明,Goji的肝臟保護(hù)能力可以通過糞便微生物群轉(zhuǎn)移。此外,Goji需要腸道微生物群來增加肝臟中的內(nèi)源性GSH以保護(hù)其功能。

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圖4 Goji的肝臟保護(hù)作用取決于腸道菌群

(A) ABX處理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。(B)血清中ALT的含量。(C)血清中AST的含量。(D)肝組織中GSH的含量。(E)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過抗生素預(yù)處理將CTRL組的糞便樣本移植到偽無菌小鼠體內(nèi),并分為FMT-CTRL組和FMT-ALD組。FMT-Goji 組移植了Goji預(yù)處理小鼠的糞便樣本。FMT-ALD和FMT-Goji組都被灌胃酒精以誘導(dǎo)酒精肝損傷。(F)血清中ALT的含量。(G)血清中AST的含量。(H)肝組織中GSH的含量。(I)盲腸丁酸的定量。(J) 阿克曼氏菌的相對豐度。(K) 通過LEfSe分析進(jìn)行分析FMT-ALD和FMT-Goji組之間有顯著差異的分類群。數(shù)據(jù)顯示為平均值± SEM,統(tǒng)計(jì)顯著性通過Tukey檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較校正的單因素ANOVA評估。*p值< 0.05。

6. Goji和Goji調(diào)節(jié)的腸道菌群改變代謝概況

細(xì)菌代謝物以多種方式影響宿主。為了研究飲食GojiGoji影響的腸道微生物群對代謝物譜的影響,我們以非靶向方式分析了盲腸內(nèi)容物的代謝物。OPLS-DA分析顯示,不同組的盲腸內(nèi)容物樣本可以在很大程度上彼此分離(圖5A,B)。通過使用p-value < 0.05VIP > 1的閾值,我們鑒定了GojiALD,以及FMT-GojiFMT-ALD之間的差異表達(dá)代謝物(DEMs)(圖5C)?;?/span>Venn分析,與ALDFMT-ALD相比,GojiFMT-Goji16種代謝物上調(diào),2種代謝物下調(diào)(補(bǔ)充表S3;p <0.05)。這18種代謝物強(qiáng)度的熱圖如圖5D所示。在這些代謝物中,與ALDFMT-ALD相比,(R)-10-羥基硬脂酸酯和苯乙酰谷氨酰胺在GojiFMT-Goji中的表達(dá)下調(diào)。L-谷氨酸、焦谷氨酸、retinoyl β-葡萄糖醛酸、香草酸、白屈菜紅堿、D-葡萄糖醛酸、2-氧代精氨酸、酮亮氨酸、12,13-DHOME、16-氧代棕櫚酸酯、N乙酰-L-2-氨基-6-氧庚二酸、N-甲基-D-天冬氨酸和雙半乳糖醛酸在GojiFMT-Goji中顯著逆轉(zhuǎn)。

為了探索腸道微生物群和代謝物的共同調(diào)節(jié)之間的關(guān)系,我們進(jìn)行Pearson 相關(guān)分析并獲得相關(guān)系數(shù)網(wǎng)絡(luò)(圖 5E;補(bǔ)充表 S4)。屬于阿克曼氏菌的ASV_3301ASV_1067與白屈菜玉紅堿呈正相關(guān)。ASV_3301也與谷氨酸呈正相關(guān)。

此外,我們在GojiALD以及FMT-GojiFMT-ALD之間基于DEMs進(jìn)行了KEGG分析,其前15個(gè)顯著差異KEGG通路如圖5FG所示。我們發(fā)現(xiàn)GojiFMT-Goji都調(diào)節(jié)GSH代謝。我們進(jìn)一步計(jì)算了基于最大基團(tuán)中心度(MCC)的關(guān)鍵代謝物網(wǎng)絡(luò)。Goji中主要上調(diào)的中樞代謝物是 (2R,3R)-3- methylornithinyl-N6-賴氨酸吲哚、L-色氨酸、1H-吲哚-3-甲醛、吲哚乙酸和血清素(圖5H)。FMT-Goji中主要上調(diào)的關(guān)鍵代謝物是retinoyl β-葡糖苷酸、2,3-dinor-8-iso 前列腺素 F1α、3- geranylgeranylindole、茉莉酸、蓼二醛、脂氧素A412-酮基白三烯B4(圖5I)。這些數(shù)據(jù)表明,腸道微生物和宿主產(chǎn)生的代謝物可能在Goji的保肝功能中起調(diào)節(jié)作用。

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圖5 Goji vs. ALD和FMT-Goji vs. FMT-ALD小鼠的代謝模式

(A) Goji與ALD的正交偏最小二乘判別分析(OPLS-DA)。(B) FMT-Goji與FMT-ALD的OPLS-DA。(C) Goji與ALD以及FMT-Goji與FMT-ALD之間差異代謝物的維恩圖。(D) 與ALD和FMT-ALD組相比,Goji和FMT-Goji組中16種上調(diào)和2種下調(diào)代謝物的熱圖。(E)代謝物和ASV的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)。(F)基于Goji與ALD中差異代謝物的KEGG富集途徑。(G) 基于FMT-Goji與FMT-ALD中差異代謝物的KEGG富集途徑。(H) Goji和ALD之間DEMs關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)中的10種代謝物。(I) Goji和ALD之間DEMs關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)中的10種代謝物。

討論

腸道和肝臟之間的串?dāng)_被認(rèn)為是酒精引起肝病的重要決定因素。因此,此過程改善需要調(diào)節(jié)腸道微生物群落和代謝物,其中,SCFAs等代謝物可以為結(jié)腸細(xì)胞提供能量物質(zhì)并緩解腸道炎癥。飲食是快速改變腸道微環(huán)境的一種簡單有效的方法。此外,鑒于腸道微生物群的作用,FMT已在酒精相關(guān)肝病中進(jìn)行了許多應(yīng)用研究。Goji因其多種功能活性而被廣泛研究,其保護(hù)作用是否與腸道菌群相關(guān)引起了更多關(guān)注。在這里,在飲食中提供Goji,作為成人每天約13-20克的模擬量。我們的研究發(fā)現(xiàn),Goji可以調(diào)節(jié)腸道菌群組成并豐富產(chǎn)丁酸鹽的細(xì)菌,例如阿克曼氏菌和Ruminococcaceae_UCG_014。補(bǔ)充Goji還能保持結(jié)腸黏液的完整性,并抑制LPS在酒精作用下通過門靜脈侵入肝組織。隨后,急性酒精處理后血清轉(zhuǎn)氨酶和促炎細(xì)胞因子升高的水平被Goji所降低。補(bǔ)充Goji后,肝組織中抗氧化GSH的水平增加。此外,我們使用ABXFMT闡明腸道微生物群是Goji預(yù)防急性酒精攝入引起肝損傷的關(guān)鍵因素。

16S rRNA基因測序結(jié)果顯示,在一次急性大規(guī)模灌胃酒精之后,Goji處理組與未處理組腸道菌群結(jié)構(gòu)存在顯著差異。先前的研究已經(jīng)證實(shí),酒精攝入量與內(nèi)毒素產(chǎn)生菌的增加呈正相關(guān),而與SCFAs產(chǎn)生菌減少呈負(fù)相關(guān)。在這里,我們發(fā)現(xiàn)14天后的Goji飲食干預(yù)顯著改變了小鼠腸道微生物群的群落結(jié)構(gòu)。我們的研究證實(shí)了在酒精處理后與內(nèi)毒素產(chǎn)生菌相關(guān)的腸桿菌科菌相對豐度增加。在我們的研究中,與ALD組相比,Goji中的厚壁菌門(包含許多SCFAs產(chǎn)生菌)和其他SCFAs產(chǎn)生菌(如毛螺菌科、阿克曼氏菌屬、Ruminococcaceae_UCG_005、Ruminococcaceae_UCG_014Ruminiclostridium_5Christensenellaceae_R-7_group)的豐度更高。SCFAs是潛在的代謝候選物,可以解釋Goji的影響。先前的一項(xiàng)研究表明,與健康對照組相比,酒精性脂肪性肝炎(ASH)患者的糞便A. muciniphila(與肝病嚴(yán)重程度間接相關(guān))豐度減少。在ALD小鼠模型中,移植A. muciniphila可以防止酒精引起的腸道滲漏、增加粘液厚度和緊密連接蛋白的表達(dá)。此外,阿克曼菌能夠產(chǎn)生一種菌毛樣蛋白,可增強(qiáng)腸道粘膜的免疫穩(wěn)態(tài)以及腸道屏障功能。最近的研究表明,已知Goji的幾種物質(zhì)會增加阿克曼菌的豐度,例如多糖和2-O-β-d-葡萄糖基-l-抗壞血酸。

據(jù)報(bào)道,飲酒會改變微生物代謝物,例如SCFAs。Goji多糖已被證明可提高SCFAs的濃度。在這項(xiàng)研究中,我們發(fā)現(xiàn)預(yù)防性Goji在酒精處理下都增加了異戊酸和丁酸的水平。用Goji預(yù)處理的糞便移植到小鼠身上也可以防止酒精刺激下丁酸減少。丁酸鹽被認(rèn)為可通過調(diào)節(jié)緊密連接蛋白和粘蛋白的表達(dá)來維持腸道屏障完整性。酒精可誘導(dǎo)粘液糖蛋白的糖基化改變,并可能導(dǎo)致粘液保護(hù)和粘附功能的失衡以及腸道屏障的破壞。AB-PASMUC2染色結(jié)果表明Goji可以維持粘液的完整性。

對于功能分析,與ALD組相比,Goji組的LPS生物合成代謝下調(diào)。酒精性肝損傷的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,不僅是酒精及其代謝產(chǎn)物對細(xì)胞的直接毒性作用所致,其他因素也在其發(fā)病機(jī)制中起重要作用,如損害脂質(zhì)代謝,加劇炎癥反應(yīng),誘發(fā)纖維化。此外,微生物產(chǎn)物和代謝物也與酒精相關(guān)的肝病相關(guān),包括膽汁酸、吲哚-3-乙酸、丁酸、長鏈脂肪酸、溶細(xì)胞素、β-葡聚糖和內(nèi)毒素。如在嚙齒動物中觀察到的,LPS生物合成潛力增加可能與脂肪變性中革蘭氏陰性變形桿菌的增加相一致。在這項(xiàng)研究中,我們發(fā)現(xiàn)Goji組的變形菌門明顯低于ALDCTRL組。

我們發(fā)現(xiàn)Goji處理小鼠的糞便移植可以保護(hù)受體小鼠的酒精性肝損傷。與FMT-CTRLFMT-ALD小鼠相比,FMT-Goji小鼠肝組織中的GSH水平也更高。GSH是肝細(xì)胞中的主要內(nèi)源性抗氧化劑,阻斷GSH釋放可延遲或抑制細(xì)胞凋亡。結(jié)合ABX實(shí)驗(yàn),我們的研究表明,Goji促進(jìn)了肝臟中GSH的合成,這依賴于腸道微生物群。FMT-Goji組中也富集了阿克曼氏菌的豐度?;谶@些結(jié)果,Goji的保肝作用可能是通過促進(jìn)阿克曼氏菌的生長來實(shí)現(xiàn)的。

盲腸內(nèi)容物的代謝特征表明,(R-10-羥基硬脂酸(油酸形成的底物)和與肝損傷相關(guān)的苯乙酰谷氨酰胺均被GojiGoji調(diào)節(jié)的微生物群下調(diào)。GojiGoji調(diào)節(jié)的微生物群顯著增加了與抗氧化和抗炎相關(guān)的果膠代謝產(chǎn)物和香草酸的二半乳糖醛酸含量。在代謝物的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)中,我們發(fā)現(xiàn)Goji調(diào)節(jié)了色氨酸代謝中的一些代謝物,并顯著提高了作為芳烴受體 (AhR) 配體的吲哚和吲哚乙酸的水平。AhR 的激活通常會減少小鼠的炎癥并維持腸道穩(wěn)態(tài)。在FMT-Goji中,促成代謝物相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵點(diǎn)是retinoyl β-葡萄糖苷酸。retinoyl β-葡萄糖苷酸,一種視黃酸類視黃酮,被Goji及其調(diào)節(jié)的菌群所上調(diào)。它是一種天然存在的、具有生物活性的維生素A代謝物。視黃醇對于維持上皮和粘膜的完整性至關(guān)重要。先前的研究表明,共生細(xì)菌產(chǎn)生的視黃醇衍生物可以保護(hù)腸上皮屏障。此外,Goji及其調(diào)節(jié)的微生物群還上調(diào)了參與GSH代謝的L-谷氨酸和焦谷氨酸的水平。預(yù)測腸道菌群的代謝功能,可以讓我們更深入地了解腸道菌群與宿主的共代謝,進(jìn)一步闡明Goji的作用機(jī)制。

動物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有一些局限性。酗酒是肝病的危險(xiǎn)因素。研究者們已經(jīng)采用了多種動物模型來研究暴飲的影響,包括單次暴飲、間歇性重復(fù)暴飲和慢性酒精暴露后的暴飲。單一酒精處理已被用于研究酒精性肝損傷急性發(fā)病的機(jī)制。小鼠單次酗酒表現(xiàn)為早期急性酒精性肝損傷,Goji對不同階段酒精性肝損傷的保護(hù)作用仍有待進(jìn)一步研究。這項(xiàng)研究的另一個(gè)局限是腸道微生物如何影響內(nèi)源性肝臟GSH合成尚未得到充分解釋,以及Goji的成分/化合物如何精確調(diào)節(jié)腸道微生物群需要進(jìn)一步研究。我們也期待通過人體試驗(yàn)更好地研究Goji在塑造微生物生態(tài)系統(tǒng)中的作用。

結(jié)論

我們的研究結(jié)果表明,Goji具有肝臟保護(hù)作用,可在酗酒的情況下減輕炎癥并提高抗氧化能力。Goji還通過塑造腸道微生物群落來維持小鼠的腸道屏障,尤其是增強(qiáng)阿克曼氏菌。Goji及其調(diào)節(jié)的微生物群可以顯著減少苯乙酰谷氨酰胺等有毒代謝物,并顯著增加結(jié)腸SCFA、L-谷氨酸、焦谷氨酸、香草酸和retinoyl β-葡萄糖苷酸。此外,Goji調(diào)制的谷胱甘肽與微生物有關(guān)。

Goji可以通過改善腸道菌群功能障礙和代謝物來恢復(fù)腸道菌群穩(wěn)態(tài)。此外,這項(xiàng)研究表明,多組學(xué)的聯(lián)合應(yīng)用可能是發(fā)現(xiàn)益生元食物藥理機(jī)制的重要策略。

原文鏈接:  
https://pubmed.ncbi.nlm./35898713/

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