谷子胰蛋白酶抑制剂促进罗伊氏乳杆菌肠道定植缓解肥胖的效应机制

作     者：乔琴琴 

作者单位：山西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：单树花

授予年度：2023年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

主      题：谷糠胰蛋白酶抑制剂(FMB-BBTI) 罗伊氏乳杆菌L.reuteri SY523 定植机制 抗肥胖 

摘      要：肥胖严重威胁着人类健康。研究表明:乳杆菌作为肠道益生菌,可有效缓解肥胖。乳杆菌能在肠道定植是其发挥益生作用的基础,由于肥胖人群的肠道屏障受损,导致乳杆菌的定植能力较差。研究显示:植物活性肽可作为抗肥胖功能食品和候选药物的重要来源,因此,从中筛选促进乳杆菌在肥胖人群肠道定植的肽类活性分子对于研发缓解肥胖疾病的益生元产品具有重要意义。本课题组前期通过体外模拟胃肠消化方法从谷糠蛋白酶解产物中分离到一种谷糠胰蛋白酶抑制剂(命名为FMB-BBTI),研究发现FMB-BBTI可显著增加动脉粥样硬化小鼠肠道内乳杆菌的定植丰度,但具体的菌株类型及FMB-BBTI是如何促进该菌株肠道定植的作用机制尚不清楚。本课题利用乳杆菌专用培养基对该菌株进行了分离,并探究了FMB-BBTI对该菌株肠道定植的促进效应;同时通过高脂饮食(HFD)喂养小鼠诱导的食源性肥胖(DIO)模型评价了FMB-BBTI对DIO小鼠肥胖的缓解效应;进一步利用脂多糖(LPS)诱导肠上皮细胞炎症模型,深入探究了FMB-BBTI促进该菌株肠道定植的分子营养机制。其研究结果如下:(1)FMB-BBTI促进肠道乳杆菌定植的菌种鉴定。本研究从FMB-BBTI处理的小鼠盲肠内容物中分离到一株新的罗伊氏乳杆菌,命名为*** SY523。细胞水平菌胞共孵育实验结果表明:FMB-BBTI处理可显著促进*** SY523对肠上皮细胞的粘附,且呈剂量依赖性;小鼠荧光原位杂交和盲肠内容物qPCR实验结果表明:FMB-BBTI能够促进*** SY523定植于肠粘膜。以上结果表明FMB-BBTI具有促进*** SY523在肠道定植的效应。(2)FMB-BBTI促进*** SY523定植对DIO小鼠肥胖的缓解效应。研究结果表明,FMB-BBTI与*** SY523共处理DIO小鼠后,肥胖相关指标,如:小鼠体重、血脂六项及炎症因子水平等均显著降低;肝脏脂肪变性、结肠组织炎症及肠道屏障功能均被有效缓解。细胞炎症模型研究发现:FMB-BBTI处理炎症细胞可降低炎症因子水平,但不具有显著性差异。这些数据说明:*** SY523在FMB-BBTI缓解DIO小鼠肥胖效应中扮演关键角色。(3)FMB-BBTI促进*** SY523粘附定植的作用机制。Biotin pull-down结合MOLDI-TOF-TOF质谱技术鉴定了*** SY523的粘附因子为粘液粘附促进蛋白(MapA),其在肠上皮细胞上的特异性受体为热休克蛋白-60(Hsp60);进一步的研究结果显示:FMB-BBTI主要通过与细胞内的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶(PPP1CA)相互作用,抑制Hsp60的去磷酸化,诱导其从细胞质向细胞膜转位,与*** SY523粘附因子结合,促进*** SY523的粘附定植。综上所述,本研究从小鼠盲肠内容物中分离到一株新的罗伊氏乳杆菌*** SY523,并发现FMB-BBTI可通过促进*** SY523肠道定植来缓解肥胖效应;同时阐明了FMB-BBTI与细胞内PPP1CA相互作用,诱导胞内Hsp60膜转位,进而促进*** SY523定植的分子营养机制。该研究为FMB-BBTI未来进一步开发成抗肥胖的益生元产品提供理论依据。