天昊客戶(hù)新文: 苦丁茶和茯磚茶可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)預(yù)防肥胖

發(fā)稿時(shí)間：2018-02-01來(lái)源：天昊生物

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院近期在《Molecular Nutrition & Food Research》上發(fā)表了苦丁茶和茯磚茶通過(guò)調(diào)節(jié)高脂飲食喂養(yǎng)小鼠的腸道菌群來(lái)預(yù)防肥胖的文章，在這項(xiàng)研究中天昊生物有幸承擔(dān)了樣品的擴(kuò)增子測(cè)序和生物信息學(xué)分析工作。在恭喜天昊生物客戶(hù)發(fā)表微生物文章同時(shí)，我們想跟大家分享一下文章的研究思路。

英文題目：Kudingcha and Fuzhuan brick tea prevent obesity and modulate gut microbiota in high-fat diet fed mice

期刊名：Molecular Nutrition & Food Research  

發(fā)表時(shí)間：2018年1月

影響因子：4.323

研究背景：

苦丁茶(KDC)和茯磚茶(FBT)在預(yù)防和治療代謝紊亂方面已經(jīng)多有報(bào)道，然而苦丁茶和茯磚茶對(duì)腸道菌群的調(diào)節(jié)作用與預(yù)防肥胖之間的關(guān)系目前仍然不清楚。

研究對(duì)象

32只雄性C57BL/6小鼠（6周齡，體重19.69±0.85克）分為4組（每組8只）：第一組小鼠給予正常飲食喂養(yǎng)+200微升水（ND組）、第二組小鼠給予高脂飲食喂養(yǎng)+200微升水（HFD組）、第三組小鼠給予高脂飲食喂養(yǎng)+200微升的400 mg/kg/day苦丁茶(KDC)提取物（HFD-KDC組）、第四組小鼠給予高脂飲食喂養(yǎng)+200微升的400 mg/kg/day茯磚茶(FBT)提取物（HFD-FBT組）。每組小鼠馴化一周后灌胃8天。每周測(cè)量食物攝入量和體重。糞便、肝、血、腎周脂肪組織和附睪脂肪組織實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)收集，立即在液氮中冷凍保存在-80℃。

研究方法

生化分析、內(nèi)毒素血癥和細(xì)胞因子測(cè)定

•  用商業(yè)試劑盒測(cè)定血清中的甘油三酯(TG)、總膽固醇（TC）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）和高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）水平及甘油三酯含量。
•  用商用試劑盒測(cè)定肝臟中的甘油三酯(TG)、丙二醛（MDA）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）含量。
•  用商業(yè)ELISA試劑盒測(cè)定血清中的腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白介素-6（IL-6）、脂多糖（LPS）和C-反應(yīng)蛋白。

宿主基因表達(dá)量檢測(cè)

使用qPCR測(cè)定肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達(dá)量：肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶-1（CPT-1）、過(guò)氧化物酶體增生物激活受體α(PPARα)、過(guò)氧化物酶體增生物激活受體γ(PPARγ)、固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c（SREBP-1c）、脂肪酸合酶（FAS）、肝X受體α(LXRα)。

腸道菌群分析

細(xì)菌16S擴(kuò)增子測(cè)序區(qū)段為：（V4），每個(gè)樣本至少測(cè)44397條clean reads。

研究結(jié)果：

苦丁茶(KDC)和茯磚茶(FBT)減弱HFD喂養(yǎng)小鼠的肥胖特征

• 在8周的飼養(yǎng)試驗(yàn)中，高脂飲食（HFD組）小鼠的體重明顯增加，附睪和腎周脂肪積累，肝重和肝臟TG含量增加。但是補(bǔ)充FBT或KDC提取物能明顯減輕體重，這正好與附睪和腎周脂肪積累顯著下降，肝重和肝臟TG含量減少相符（圖1），并且這些指標(biāo)與ND對(duì)照組沒(méi)有顯著差異。

 

圖1  8周的干預(yù)過(guò)程中FBT和KDC對(duì)體重 (a)、體重增加(b)、附睪脂肪(c)、腎周脂肪(d)、肝臟重量(e)和肝臟TG含量（f）的影響。

• 圖2顯示了血清生化指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果，包括TG、TC、LDL-C和HDL-C水平。據(jù)觀察，高脂飲食導(dǎo)致TC和LDL-C水平顯著增加（圖2A和C），和HDL-C水平顯著降低（圖2D）。補(bǔ)充FBT能顯著降低TG和LDL-C水平。這些結(jié)果表明，在FBT能減輕高脂飲食喂養(yǎng)小鼠血脂特征，而KDC對(duì)血脂水平的影響有限。

 

圖2  FBT和KDC對(duì)血生化指標(biāo)的影響，包括TC (a)，TG (b)，LDL-C (c)，HDL-C (d)。

FBT和KDC對(duì)高脂飲食喂養(yǎng)小鼠肝臟氧化損傷，血清炎癥和內(nèi)毒素血癥的影響

• 據(jù)報(bào)道，高脂飲食可導(dǎo)致肝高氧化應(yīng)激，有助于肝臟脂質(zhì)沉積，從而導(dǎo)致肝臟的許多疾病。因此通過(guò)抗肥胖制劑來(lái)調(diào)節(jié)肝氧化應(yīng)激在減肥過(guò)程中起著非常重要的作用。肝臟中的抗氧化酶如SOD、CAT和GSH-Px在控制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)中起著重要作用。本研究發(fā)現(xiàn)高脂飲食導(dǎo)致肝臟中SOD, CAT和GSH-Px水平降低， MDA水平升高。而KDC和FBT則可以顯著預(yù)防高脂飲食誘導(dǎo)的肝臟氧化應(yīng)激參數(shù)改變，例如KDC和FBT可以使SOD, CAT和GSH-Px水平升高，MDA水平降低。
•  促炎性細(xì)胞因子和內(nèi)毒素水平的升高已被報(bào)道與高脂誘導(dǎo)小鼠的肥胖相關(guān)疾病相關(guān)。本研究確實(shí)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于ND對(duì)照組，HFD組血清中具有更高水平的LPS、TNF-α、IL-6和CRP。而KDC和FBT則可以使LPS、TNF-α、IL-6和CRP水平顯著降低。

FBT和KDC調(diào)控脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)

•  以往的研究表明，高脂飲食HFD可以調(diào)控肝臟脂肪酸合成和抗氧化基因的表達(dá)。實(shí)時(shí)定量PCR結(jié)果發(fā)現(xiàn)高脂飲食HFD引起LXRα, FAS, SREBP-1c和 PPARγ表達(dá)上調(diào)，CPT-1 和PPARα表達(dá)下調(diào)。而FBT與KDC可以顯著降低FAS，SREBP-1c和PPARγ表達(dá)。

 

圖3  FBT和KDC對(duì)肝臟中CPT1（a）, LXRα (b), FAS(c), SREBP-1c (d), PPARα (e) , PPARγ(f)的表達(dá)影響。

腸道菌群對(duì)HFD, FBT和KDC的響應(yīng)

• 高脂飲食HFD可以降低腸道菌群的多樣性，而FBT與KDC可以提高腸道菌群多樣性至ND對(duì)照組水平，另外KDC在改善腸道菌群多樣性方面效果更好。
• PCoA分析可以把ND組和HFD組明顯分開(kāi)（圖4A，B），同時(shí)可以把HFD組、HFD-FBT 組和HFD-KDC組明顯分開(kāi)，這說(shuō)明FBT與KDC對(duì)HFD喂養(yǎng)的小鼠腸道菌群確實(shí)有調(diào)節(jié)作用。PC1軸結(jié)果則說(shuō)明FBT和KDC可以恢復(fù)被HFD破壞的腸道菌群結(jié)構(gòu)至ND對(duì)照組水平。
• 群落結(jié)構(gòu)柱狀圖結(jié)果說(shuō)明小鼠的腸道優(yōu)勢(shì)菌群是厚壁菌門(mén)和擬桿菌門(mén)（圖4C）。HFD可以明顯改變腸道菌群結(jié)構(gòu)，例如厚壁菌門(mén)豐度增加同時(shí)擬桿菌門(mén)豐度降低，另外HFD可以顯著提高厚壁菌門(mén)/擬桿菌門(mén)的比例，而FBT可以削弱這種增長(zhǎng)趨勢(shì)至對(duì)照水平。

圖4  FBT和KDC調(diào)節(jié)高脂飲食破壞的腸道菌群組成。（a）腸道菌群的PCoA分析；（b）樣本UPGMA聚類(lèi)樹(shù)；（c）門(mén)水平腸道菌群的組成；（d）厚壁菌門(mén)，擬桿菌門(mén)相對(duì)豐度，以及厚壁菌門(mén)/擬桿菌門(mén)比例。

• 考慮到相同科水平下不同細(xì)菌對(duì)同一環(huán)境壓力（例如HFD）的反應(yīng)不同，因此非常有必要鑒定被HFD, FBT和KDC改變的特定細(xì)菌類(lèi)型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HFD處理可以使69個(gè)OTUs豐度上調(diào)，53個(gè)OTUs豐度下調(diào)；KDC處理可以使22個(gè)OTUs豐度上調(diào)，16個(gè)OTUs豐度下調(diào)；FBT處理可以使37個(gè)OTUs豐度上調(diào)，37個(gè)OTUs豐度下調(diào)（圖5）。被HFD影響的OTUs可以被KDC（30個(gè)）或者FBT（58個(gè)）逆轉(zhuǎn)，因此在調(diào)整高脂誘導(dǎo)的腸道菌群方面FBT比KDC更加有效。

 

圖5 被FBT或KDC改變的100個(gè)OTUs相對(duì)豐度。（a）100個(gè)OTUs相對(duì)豐度熱圖；（b）被FBT或KDC影響的細(xì)菌類(lèi)群（門(mén)、科、屬）變化方向。

總結(jié)：

•  補(bǔ)充苦丁茶和茯磚茶可以明顯調(diào)節(jié)氧化損傷，炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)代謝和降低高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖。
•  苦丁茶和茯磚茶可以提高腸道菌群的多樣性。
•  苦丁茶可以降低Erysipelotrichaceae相對(duì)豐度，茯磚茶可以降低厚壁菌門(mén)/擬桿菌門(mén)的比例，但是可以提高Bifidobacteriaceae（雙歧桿菌科）的相對(duì)豐度。
•  這些結(jié)果表明，苦丁茶和茯磚茶能通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群從而減輕高脂飲食喂養(yǎng)小鼠的代謝綜合征特征。