基于肠道菌群—赖氨酸代谢探讨人参多糖组分改善肥胖小鼠肝脏脂质蓄积的机制研究

作     者：刘清 

作者单位：长春中医药大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李香艳

授予年度：2024年

学科分类：1008[医学-中药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：人参多糖 赖氨酸降解 肠道微生物群 代谢组学 肥胖 

摘      要：目的:本研究基于肠道菌群宿主代谢探讨人参多糖组分(PGP)改善高脂饮食诱导肥胖小鼠代谢紊乱的机制,为植物来源多糖抗肥胖作用的开发和利用提供科学依据。 方法:1、人参多糖组分的制备和组成分析:使用水提醇沉法对人参多糖组分进行提取;高效液相色谱法分析PGP的分子量分布和单糖组成;BCA法、苯酚-硫酸法、间羟基联苯比色法分别测定PGP中蛋白质、总多糖、糖醛酸的含量。 2、药效学研究:将C57BL/6J小鼠分为对照组(Ctrl,n=6)、模型组(HFD,n=6)、给药组(HFD+PGP,n=6)。采用高脂饮食(HFD)诱导肥胖小鼠模型(DIO),给药组小鼠在造模的同时,口服灌胃100 mg/kg PGP。整个实验过程持续八周,在喂养过程中对体重、进食量、空腹血糖、糖耐量、能量代谢、体脂进行监测。干预结束后,收集每只小鼠血清,记录附睾脂肪组织(e WAT)、腹股沟脂肪组织(i WAT)、棕色脂肪组织(BAT)以及肝脏组织的重量。应用生化方法检测血清脂质水平;油红O染色观察肝脏病理改变情况;实时荧光定量(q PCR)检测肝脏脂肪酸代谢和胆固醇代谢相关基因的表达水平。基于以上方法评估PGP对DIO小鼠的预防和改善作用。 3、非靶向血清代谢组学分析:应用非靶向血清代谢组学研究PGP对DIO小鼠血清代谢物种类和丰度的调控作用;进一步应用斯皮尔曼秩相关性分析联合肥胖相关指标筛选关键差异代谢物;q PCR检测差异代谢物调控因子的m RNA表达水平。 4、肠道微生物群分析:应用宏基因测序技术评价PGP对DIO小鼠肠道微生物种类及丰度的影响;应用斯皮尔曼秩相关性分析评估肥胖相关指标和差异代谢产物以及肠道微生物群之间的相关性,筛选与PGP抗肥胖作用相关的特定肠道微生物群及代谢产物。 结果:1、PGP的产率为17.4%。分子量分布范围为2.103×10～4-2.199×10～7Da。单糖组成分析显示PGP主要由葡萄糖(94.91%)、半乳糖(1.49%)、阿拉伯糖(1.14%)、甘露糖(0.41%)和半乳糖醛酸(0.64%)组成。此外,PGP中蛋白质、总多糖、糖醛酸的含量分别为5.8%,61.7%,14.3%。 2、PGP干预有效地延缓了DIO小鼠模型肥胖进程的发生发展。主要表现为,PGP显著降低肥胖小鼠体重并抑制脂肪异位沉积;降低血清甘油三酯(TG)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)水平;改善肝脏和脂肪组织中的脂质蓄积;降低肝脏脂肪酸代谢和胆固醇代谢相关基因的表达水平。 3、血清代谢组学结果提示PGP能够显著改变205个代谢物,其中琥珀酸、氧戊二酸、异柠檬酸、L-赖氨酸和L-肉碱等代谢物显著富集于三羧酸循环和赖氨酸降解途径。相关性分析表明这些代谢物除琥珀酸以外,均与肥胖相关表型指标显著相关。q PCR进一步证明PGP主要调控了肝脏三羧酸循环和赖氨酸降解途径发挥抗肥胖功效。 4、宏基因测序分析显示PGP能够显著调节肥胖小鼠肠道微生物群的结构和组成。并首次在菌种水平上发现PGP显著富集Pseudoflavonifractor ***85和Oscillibacter sp.1-3,降低Lactobacillus reuteri,Staphylococcus xylosus、Staphylococcus lentus和Staphylococcus sciuri的相对丰度。斯皮尔曼秩相关性分析表明,Staphylococcus lentis、Staphylococcus sciuri和Pseudoflavonifractor ***85与体重增长、TCA循环和赖氨酸降解相关的代谢产物(异柠檬酸、氧戊二酸和L-肉碱)显著相关。 结论:人参多糖组分能够通过调节血清和肝脏三羧酸循环和赖氨酸降解途径以及重塑肥胖小鼠肠道微生物群的结构和组成,抑制肥胖小鼠体重增长、脂肪堆积以及肝脏脂质积聚,改善DIO小鼠糖脂代谢紊乱。