氨基酸系列
FSHW 鸡腿菇多糖对小鼠急性酒精性肝损伤的代谢组
发布时间:2024-04-27 13:18:48 来源:18新利luck官网 作者:18新利体育luck官网

  酒精性肝病(ALD)是指急性或慢性酒精滥用引起的肝脏损害。酒精已成为仅次于病毒的第二大肝损害原因。ALD通常由过量饮酒引起,主要包括脂肪肝、肝炎、肝硬化、肝细胞坏死甚至肝衰竭,已成为全球日益严重的健康问题。据估计,ALD的发病率将在未来几十年继续增加,这与我们面临的社会心理问题密不可分。ALD的治疗方案有限,且大多存在一些不良反应。因此,从食物资源中挖掘具有强抗氧化作用的天然产物对预防酒精性肝损伤具有重要意义。天然多糖广泛存在于植物、动物和微生物中。特别是真菌多糖表现出多种生物活性,如抗氧化、免疫调节、保肝等,越来越受到人们的关注。

  鸡腿菇是一种野生食用菌,具有丰富的营养价值。它含有许多营养物质,包括多糖、脂肪酸、生育酚、有机酸、酚酸、抗坏血酸和类胡萝卜素。鸡腿菇多糖(Coprinus comatus polysaccharide, CCP)作为一种真菌多糖,已被研究证实具有显著的保肝作用。目前,研究人员对CCP的结构、类益生元作用和抗氧化能力进行了探索。然而,CCP在肝组织中的代谢谱还不清楚。对肝脏代谢物的系统测量可以为肝脏健康或疾病(如ALD)提供明确的信号。代谢组学提供了一个机会来突出潜在的生物标志物,这些标志物最直接指向ALD机制。另一方面,研究表明多糖对肠道菌群的组成和功能有重要影响。例如,益生元低聚木糖(XOS)促进某些有益细菌的生长,包括双歧杆菌和乳杆菌。肝脏与肠道之间存在肠-肝轴,肠道菌群在肝脏损伤机制研究中发挥重要作用。将肠道菌群作为治疗ALD的潜在靶点,探索CCP预防酒精性肝损伤的可能机制,可为进一步开发保肝药物提供实验依据。

  PCA对组间样本的总体代谢差异和组内样本间的变异幅度提供了总体反应。采用PCA评估对照组、ALD组、CCP组之间的代谢差异。PCA结果显示,对照组和ALD组明显分离,表明ALD组发生了显著的代谢变化(图A)。同时图B显示了CCP组与ALD组完全分离,证明CCP在一定程度上改变了ALD小鼠的代谢。

  在PLS-DA图中,每个点代表一个样本,对照组、ALD组和CCP组在正离子和负离子模式下均表现出良好的聚集性,在图中可以清晰区分出三组。其中,ALD组与对照组可以明显分离,表明ALD组小鼠肝脏在酒精诱导后其代谢谱发生了改变。然而,给予CCP干预后,给药组的代谢谱被逆转。这些结果与检测到的生化指标一致,提示肝脏代谢谱可以反映CCP对酒精性肝损伤的保护作用。

  采用PLS模型的变量投影重要性(variable importance in projection, VIP)评分对两组之间区分最好的代谢物进行排序。VIP阈值设置为1。此外,t检验也作为单变量分析筛选差异代谢物。T检验P 0.05且VIP≥1者为两组间差异代谢物。与对照组相比,ALD组筛选出8种关键代谢物,主要包括脂酰类、有机氧化合物,羧酸类及其衍生物和嘌呤核苷类。同时,在ALD组和CCP组的差异代谢物比较中,共筛选出12个潜在的生物标志物,包括脂酰、羧酸及其衍生物、脂质及类脂分子、类固醇及其衍生物。结果展示于表1和表2中。

  找到代谢物后,通过KEGG对差异代谢物进行代谢物通路富集分析,比较组间差异代谢物所涉及的最重要的生化代谢物通路和信号转导通路。将代谢物映射到KEGG代谢通路进行注释和富集分析。通路富集分析发现与整个背景相比显著富集的代谢通路或信号转导通路或信号差异代谢物。根据三组间代谢物通路比较的结果,可以得出以下结论:相同的代谢物通路包括嘌呤代谢、嘧啶代谢、亚油酸代谢、β -丙氨酸代谢、牛磺酸和次牛磺酸代谢、磷脂代谢、泛酸盐和辅酶a生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢、不饱和脂肪酸生物合成、花生四烯酸代谢和ABC转运蛋白。分析差异代谢物通路,它们之间的相互作用如图所示。可见CCP可能通过影响上述途径发挥肝脏保护作用。这些发现表明酒精会干扰机体代谢,而这种干扰可通过CCP治疗逆转。

  肠道菌群参与机体的不同代谢过程,如通过参与胆汁酸代谢过程影响肠肝循环。因此,肝脏与肠道密切相关,ALD的发病与肠道菌群失调密不可分。过量饮酒会导致肠道菌群失调,进而引起内毒素大量分泌,诱发内毒素血症,最终导致肝脏损害。研究证实,ALD患者的有害菌如产气荚膜梭菌、肠杆菌、肠球菌数量增加,有益菌如双歧杆菌、乳酸杆菌数量减少。在本实验中,ALD组小鼠出现了相同的结果,说明ALD小鼠发生了肠道菌群失调。但CCP可在一定程度上缓解肠道菌群失调。CCP可以促进ALD小鼠肠道中有益菌的增殖,抑制有害菌的增殖。乳酸杆菌和双歧杆菌是肠道中主要的益生菌,可产生短链脂肪酸(SCFAs),有效缓解代谢性疾病。SCFAs在维持脂质稳态和减轻炎症中发挥重要作用。在本研究中,CCP显著增加了ALD小鼠肠道中乳酸杆菌和双歧杆菌的数量,表明CCP可以通过调节肠道菌群结构、增加有益菌群数量、影响脂质代谢来缓解小鼠酒精性肝损伤。研究表明,熊果酸和维生素C对ALD小鼠的肠道菌群具有调节作用。与模型组比较,熊果酸和维生素C干预后肠杆菌和肠球菌数量降低,双歧杆菌和乳酸杆菌数量升高。这与本实验观察到的肠道菌群变化趋势一致。上述结果提示CCP可在一定程度上调节肠道菌群,改善肠道菌群失调,进而发挥改善酒精性肝损伤的作用。

  综上所述,CCP可显著降低血清中AST、ALT和TG的水平,提示CCP对酒精性肝损伤具有保护作用。同时,本研究揭示了CCP缓解ALD的作用机制具有多条代谢途径共同调控的特点,主要涉及氨基酸代谢、嘌呤代谢、脂质代谢、花生四烯酸代谢和亚油酸代谢。此外,CCP可促进有益菌的增殖,抑制有害菌的增殖。CCP可通过改变肠道菌群结构影响肝脏代谢,从而减轻酒精性肝损伤。这些发现可为深入研究CCP改善酒精性肝损伤提供依据。

  韩春超,中药学博士,中药制剂学教授,博士研究生导师。从事中药发酵技术在大健康领域的应用研究和基础研究。在完成国家及省市级课题的基础上,目前主持或完成企业委托课题近20 项,发表SCI论文50余篇。兼任世界中联“中药(天然药物)发酵研究”专业委员会第一届理事会常务理事。中药养颜专业委员会第一届理事会常务理事。


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