华南农业大学研招网，华南农业大学研招网官网
近年来，多糖因其突出的降脂作用及天然安全的特性而成为最具研究价值的天然降脂食品之一，研究发现肠道菌群在多糖调节血脂和代谢紊乱中发挥关键作用，其中胆汁酸作为肠道微生物源性代谢物之一，与肠道菌群共同参与肠肝循环，是肠道菌群调节血脂代谢中的重要桥梁。因此，调节肠道微生物组成及胆汁酸代谢可能是多糖改善血脂紊乱的新机制。
魔芋葡甘露聚糖（KGM）是一种水溶性多糖，研究表明，KGM具有良好的减肥降脂作用，可通过减少游离脂肪酸、神经酰胺和氧化三酰甘油的生物合成以改善脂质代谢紊乱。KGM难以被人体消化酶催化水解，但可被肠道菌群发酵利用，引起肠道微生物结构及肠道微生物源性代谢物发生变化。华南农业大学食品学院，广东省食品质量安全重点实验室的邹晓莹、邓 婕、李美英*等拟从肠道微生物和胆汁酸代谢角度分析KGM的降脂作用机制。
1、KGM对高脂血症金黄地鼠体质量增长与摄食量的影响
如表3所示，6%和10% KGM干预组地鼠体质量增长量显著低于HFD组（P＜0.05），表明6%和10% KGM可抑制高脂饮食导致的体质量增长，而2% KGM组体质量增长量在第4、5周相较HFD组无显著差异（P＞0.0.5）。各组地鼠干预期间摄食量无明显差异（图1）。
2、KGM对高脂血症金黄地鼠肝脏与组织脂肪质量的影响
如表4所示，与HFD组相比，3个KGM干预组中6%、10% KGM干预后肝脏质量分别显著下降16.00%（P＜0.05）和14.64%（P＜0.05），附睾脂肪和肾周脂肪质量干预前后无显著变化（P＞0.0.5）。同时，Control组肝脏指数与HFD组相比存在显著差异（P＜0.05），但KGM干预组较HFD组无显著差异（P＞0.0.5）。
如图2所示，肝脏及附睾脂肪组织切片显示，相较HFD组，6%和10% KGM组肝细胞排列趋于整齐，脂质空泡数量减少（黑色箭头）且附睾细胞脂肪细胞体积较小。
3、KGM对高脂血症金黄地鼠血清与肝脏脂质水平的影响
如表5所示，与HFD组相比，6%和10% KGM干预后血清中TC浓度分别显著下降33.85%和28.17%（P＜0.05），TG浓度分别显著下降32.04%和32.21%（P＜0.05），LDL-C浓度分别显著下降46.57%和39.26%（P＜0.05），HDL-C浓度分别显著下降19.78%和15.40%（P＜0.05），表明6%和10% KGM可显著抑制高脂饮食导致的血清脂质浓度升高。此外，6% KGM组肝脏TC、TG浓度显著低于HFD组，2% KGM组TC浓度和10%KGM组TG浓度相较HFD组显著降低（P＜0.05）。
4、KGM对高脂血症金黄地鼠短链脂肪酸和结肠组织结构的影响
与HFD组相比，2%和10% KGM组乙酸浓度显著上升（P＜0.05），6% KGM组有上升趋势（P＞0.05）。2%、6%和10% KGM组丁酸浓度分别较HFD组显著上升22.09%、31.40%和23.26%（P＜0.05），丙酸和戊酸浓度同样存在上升趋势，但均差异不显著（表6）。各KGM干预组总短链脂肪酸浓度均显著上升（P＜0.05），表明KGM在一定程度具有调节短链脂肪酸的能力。
病理切片（图3）显示HFD组结肠组织杯状细胞（黑色圆圈）生长异常，固有层受损，绒毛萎缩，黏膜下层结构（黑色箭头）受损，2%、6%和10% KGM均具有缓解杯状细胞生长异常的作用。
5、KGM对高脂血症金黄地鼠肠道菌群多样性的影响
图4A显示，HFD组、2%、6%和10% KGM组Shannon指数均显著高于Control组（P＜0.05），表明HFD组、2%、6%和10% KGM组肠道菌群alpha多样性相较Control组显著升高。主坐标分析（principal co-ordinates analysis，PCoA）结果如图4B所示，PC1、PC2贡献率分别为34.35%和17.19%，Control组与HFD组区别明显，随着KGM干预剂量的增加，KGM干预组样本点逐渐远离HFD组，说明随着KGM干预剂量的增加，金黄地鼠肠道菌群组成与HFD组区别逐渐明显。
6、KGM对金黄地鼠肠道菌群物种组成和差异物种的影响
基于门水平分类，各组肠道菌群组成如图5所示。高脂饮食可导致厚壁菌门（Firmicutes）与拟杆菌门（Bateroidota）相对丰度比值（F/B）发生显著变化（P＜0.05），10% KGM干预后F/B较HFD组显著降低。同时，HFD组厚壁菌门、拟杆菌门、脱硫菌门（Desulfobacterota）、疣微菌门（Verrucomicrobia）和放线菌门（Actinobacteriota）在肠道菌群中相对丰度分别为86.16%、1.16%、8.77%、1.33%和2.28%。与HFD组相比，2% KGM组脱硫菌门相对丰度（2.58%）明显减少，6% KGM组放线菌门相对丰度（0.43%）明显减少，10% KGM组拟杆菌门相对丰度（18.49%）明显上升，脱硫菌门相对丰度（1.77%）和放线菌门相对丰度（0.42%）明显下降。
基于属水平分类，各组肠道微生物物种构成和优势菌属分布情况如图6A所示。进一步分析各组间的差异菌属，5 组共有39个差异菌属，其中6%和10% KGM干预后棒状杆菌（Corynebacterium）、嗜胆菌属（Bilophila）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）、乳杆菌属（Lactobacillus）、安德克氏菌属（Adlercreutzia）和戈登氏杆菌属（Gordonibacter）等相对丰度显著下降（图6B、C）。
7、KGM对高脂血症金黄地鼠盲肠内容物代谢物的影响
如图7A所示，对各样本中的代谢物峰面积进行PCA，结果显示HFD组样本点与Control组明显分离，6%和10% KGM组与HFD组代谢轮廓存在显著差异，2% KGM组样本点与HFD组距离更近。将HFD组分别与Control组、不同剂量KGM组比较，以变量投影重要性（VIP）值＞1且P＜0.05为条件筛选出51种差异代谢物（图7B），经代谢物类别富集分析后，将代谢物归类为胆汁酸和脂肪酸等12个类别，其中胆汁酸类化合物数量占比（24%）最高（图7C）。进一步对代谢物进行KEGG通路富集分析，与KGM影响高脂血症金黄地鼠盲肠内容物代谢物相关的通路主要涉及嘌呤代谢、初级胆汁酸生物合成和脂肪酸生物合成等8 条通路（图7D）。
8、KGM对高脂血症金黄地鼠盲肠内容物胆汁酸的影响
如图8所示，与HFD组相比，6%、10% KGM干预后DCA和LCA质量浓度显著降低（P＜0.05），并使GCA质量浓度显著升高（P＜0.05）。同时，与HFD组相比，6% KGM组UDCA显著升高，6%和10% KGM组CA质量浓度与HFD组相比分别升高4.65 倍和8.35 倍，但无显著差异。
9、显著变化菌属相对丰度与胆汁酸、血脂水平Spearman相关性分析结果
对差异菌属的相对丰度和胆汁酸、血脂水平进行Spearman相关性分析（图9），结果表明，UDCA质量浓度与Lachnoclostridium、Acetatifactor和链球菌属（Streptococcus）等9个菌属相对丰度呈显著正相关；CA质量浓度与Parasutterella等3个菌属相对丰度呈显著正相关，与乳杆菌属、嗜胆菌属相对丰度呈显著负相关；DCA质量浓度与双歧杆菌属、棒状杆菌属、Parvibacter、Lachnospiraceae_UCG-010等7个菌属相对丰度呈正相关，与Lachnospiraceae_NK4A136_group和副杆菌属等5个菌属相对丰度呈现负相关；LCA质量浓度与脱硫弧菌属（Desulfovibrio）、Lachnoclostridium、双歧杆菌属、链球菌属、棒状杆菌属、戈登氏杆菌属和嗜胆菌属等22个菌属相对丰度呈显著正相关，与Lachnospiraceae_NK4A136_group等6个菌属相对丰度呈负相关；GCA质量浓度与Acetatifactor、Eisenbergiella和Parasutterella等9个菌属相对丰度呈显著正相关，与norank_f__Lachnospiraceae和乳杆菌属相对丰度呈现负相关。TC、TG、HDL-C、LDL-C浓度主要与双歧杆菌属、戈登氏杆菌属、粪杆菌（Faecalibacterium）和Enbacterium_brachy_group等12个菌属菌呈现显著相关。
10、KGM对高脂血症金黄地鼠胆汁酸代谢基因调控的影响
如图10所示。与HFD相比，2%、6%和10% KGM干预后肝脏FXR mRNA相对表达水平显著下降。6% KGM组肝脏CYP7A1 mRNA相对表达水平与其他组相比显著上升，10% KGM组肝脏CYP7A1基因表达较HFD组显著上调43.27%（P＜0.05）。同时6%、10% KGM组金黄地鼠的SHP mRNA表达水平高于Control、HFD以及2% KGM组，但差异不显著（P＞0.05）。
结论
综上，KGM或通过降低具有BSH活力的肠道菌群双歧杆菌属、乳杆菌属和嗜胆菌属相对丰度，抑制结合型初级胆汁酸转化为次级胆汁酸DCA和LCA，同时上调CYP7A1的mRNA表达促进CA生成，从而发挥调节脂质紊乱及改善肠道黏膜损伤的作用。
本文《魔芋葡甘露聚糖通过肠道菌群-胆汁酸途径发挥降脂作用》来源于《食品科学》2022年43卷23期113-124页，作者：邹晓莹，邓婕，钟静，王倩，何方晴，孙远明，李美英。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20211224-291。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
图片来源于文章原文及摄图网。
Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。
投稿网址：
https://www.sciopen.com/journal/2958-4124
华南农业大学研招网(华南农业大学研招网官网)
未经允许不得转载：考研网 » 华南农业大学研招网(华南农业大学研招网官网)
