研究进展 | 茶氨酸对人类健康保护作用的探讨

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茶氨酸也叫L-茶氨酸（L-Theanine），是茶叶中的特征氨基酸，也是茶叶呈味物质之一，它与绿茶品质呈强正相关，茶氨酸约占茶叶氨基酸总量50%～60%，茶氨酸具有多种生物活性功能，例如，缓解疲劳、保护神经细胞、抗氧化、缓解焦虑、安神等功效，同时茶氨酸还具有促进脑细胞发育、改善脑功能、抗菌、抗炎等功效。茶叶中茶氨酸已于2014年被国家批准为新食品原料，因此，探索茶氨酸的多种健康功效，为茶叶资源高值化开发提供参考。

近期研究成果

01

L-茶氨酸的药代动力学及其对小鼠氨基酸组成的影响

Abstract

L-茶氨酸是茶树叶中的一种氨基酸成分，在日本作为良好睡眠的补充剂出售。虽然在人类和小鼠身上进行的几项研究已经报道了L-茶氨酸对大脑功能的影响，但只有少数报告全面阐明了茶氨酸在小鼠体内的处置及其对血液中其他氨基酸浓度的影响。本研究旨在探讨L-茶氨酸对小鼠的血药浓度及血清氨基酸组成的影响。将L-茶氨酸灌胃或经尾静脉注射给4周龄雄性STD-ddY小鼠。分别于给药后不同时间点采血制备血清L-茶氨酸等氨基酸，用异硫氰酸苯酯标记并定量。L-茶氨酸灌胃给药后15 min血药浓度达高峰。尾静脉注射的曲线下面积显示L-茶氨酸的生物利用度约为70%。L-茶氨酸给药对血清氨基酸水平无明显影响，但给药后30 min，甘氨酸峰重叠峰面积显著增加。L-茶氨酸在小鼠体内吸收和消除迅速，提示补充L-茶氨酸是安全的，不影响自身及血清中其他氨基酸的水平。然而，考虑到甘氨酸与L-茶氨酸相似，被用作膳食补充，具有抗焦虑和改善睡眠的作用，因此确定L-茶氨酸对甘氨酸的影响具有重要意义，有待进一步研究。

Conclusion

本实验表明了L-茶氨酸在体重约30 g的小鼠中的药代动力学，分布体积（Vd）为10～12 mL，全身清除率（CLtot）为0.24～0.33 mL/min。值得注意的是，L-茶氨酸的生物利用度约为70%。研究结果表明，服用L-茶氨酸作为补充剂是安全的，不会影响其自身水平或其他氨基酸的血清水平；然而，其他功效需要对甘氨酸进行进一步的研究。

Reference:

YAMAURA S, SADAMORI K, KONISHI R, et al. Pharmacokinetics of L-theanine and the effect on amino acid composition in mice administered with L-theanine[J]. Amino Acids, 2024, 56: 29. DOI:10.1007/s00726-024-03389-3.

02

结合转录组学和代谢组学阐明L-茶氨酸减轻肥胖引起的大鼠心脏损伤的潜在有益机制

Abstract

L-茶氨酸是一种存在于茶叶中的氨基酸，具有重要的营养特性。本研究旨在从转录组和代谢组两个方面探讨L-茶氨酸抗肥胖所致心脏损伤的作用机制。L-茶氨酸增强血清生化指标，降低血清和心脏组织中的炎性细胞因子水平，以及与高脂饮食（HFD）诱导的肥胖大鼠相关的心脏损伤。转录组数据显示，心脏损伤的改善与醛固酮的合成和分泌有关。代谢组学表明，由HFD诱导的心脏疾病受琥珀酸和4-羟基苯乙酸含量的影响。转录组和代谢组的联合分析表明，L-茶氨酸主要通过氨基酸代谢、核苷酸代谢、能量代谢和内分泌系统途径逆转心肌损伤。总的来说，L-茶氨酸有可能作为膳食补充剂，用于预防或管理肥胖引起的心脏损伤。

Conclusion

本实验试验数据表明施用L-茶氨酸给药证实了降低血脂、胰岛素水平、脂多糖、心肌纤维化和增强心脏组织的微结构组织的积极结果。此外，它有助于降低HFD引起的肥胖背景下的促炎细胞因子水平。检测HFD和L-茶氨酸处理组心脏组织中基因和代谢产物的变化，并捕获和初步鉴定了150个DEG和82个差异代谢产物。L-茶氨酸处理后，代谢和蛋白质偏差的恢复可以得到纠正。代谢组学和转录组学的联合分析表明，L-茶氨酸对肥胖引起的代谢紊乱具有良好的调节作用，包括氨基酸代谢、核苷酸代谢、能量代谢和内分泌系统途径。此外，L-茶氨酸给药还通过抑制脂肪生成、增强产热和减轻肥胖诱导的全身性炎症来预防心脏功能障碍。这项研究的结果表明，L-茶氨酸通过调节内源性代谢物和基因的水平在治疗心脏损伤中起着至关重要的作用，L-茶氨酸可能有潜力作为一种饮食干预措施，用于解决因过度食用HFD而导致的代谢物和基因失衡。

Reference:

FANG C Y, SHEN Y F, WANG F Y, et al. Combined transcriptomics and metabolomics to elucidate the underlying beneficial mechanisms of L-Theanine in mitigating obesity-induced cardiac injury in rats[J]. Journal of Functional Foods , 2024, 113: 106037. DOI:10.1016/j.jff.2024.106037.

03

L-茶氨酸对热应激生物肠道屏障的保护作用

Abstract

热浪、极端温度和其他天气引起的热应激会损害生物体的肠道屏障。L-茶氨酸可减轻热应激引起的氧化应激、炎症反应和免疫功能受损，但其对热应激生物体肠道屏障的保护作用尚不清楚。在本研究中，低剂量（100 mg/kg·d）、中剂量（200 mg/kg·d）和高剂量（400 mg/kg·d）LTA灌胃C57BL/6J雄性小鼠，进行了50 d的实验。这些小鼠在最后7 d在（40±1）°C和（60±5）% RH下经受2 h的热应激。L-茶氨酸减轻了热应激引起的体质量和食欲下降，以及肠绒毛和隐窝深度的破坏；降低血清FITC-葡聚糖和D-LA水平以及DAO活性；并上调结肠组织中Occludin、Claudin-1和ZO-1 mRNA以及occludin蛋白的表达。L-茶氨酸存在下，热应激生物体结肠组织中杯状细胞数量增加，Muc2、Muc4 mRNA和Muc2蛋白表达水平上调。L-茶氨酸增加了热应激生物肠道中双歧杆菌和拟杆菌的丰度，降低了肠杆菌属和脱硫弧菌的丰度，恢复了肠道微生物群稳态。L-茶氨酸促进热应激生物结肠中IL-4、IL-10和sIgA的分泌，并抑制TNF-α和IFN-γ的分泌。在热应激生物体的结肠中，LTA下调了Hsf1、Hsp70、Hsph1、TLR4、P38 MAPK、p-P65 NF-κB、MLCK的mRNA和蛋白的表达。这些结果表明，L-茶氨酸通过调节多种分子途径来保护热应激生物体的肠道屏障。为如何使用含L-茶氨酸疗法来预防和缓解与热应激相关的肠道问题提供了证据。

Conclusion

研究表明，热应激会破坏肠道的机械、化学、生物和免疫屏障。本研究表明，L-茶氨酸通过减少热应激对肠道形态、通透性的损害来保护肠道机械屏障，通过增加热应激生物体结肠中杯状细胞的数量和上调Muc2和Muc4 mRNA及Muc2蛋白的表达来保护肠道化学屏障。通过增加双歧杆菌属和拟杆菌属的丰度，减少肠杆菌属和脱硫弧菌属的丰度，并维持热应激生物体的肠道中肠道微生物群的稳态，保护肠道生物屏障; 通过促进热应激生物结肠中IL-4、IL-10和sIgA的分泌以及抑制TNF-α和IFN-γ的分泌来保护肠道免疫屏障。L-茶氨酸可能通过下调Hsf1/Hsp70/HSP71和TLR4/P38 MAPK/p-P65 NF-κB/MLCK通路发挥肠屏障保护作用。因此，L-茶氨酸的这些功能将为身体健康带来新的治疗工具，以管理热应激的危险。

Reference:

WANG B, LIU S, LIN L, et al. The protective effect of l-theanine on the intestinal barrier in heat-stressed organisms[J]. Food & Function, 2024, 15: 3036. DOI:10.1039/d3fo04459a.

04

L-茶氨酸通过NF-κB/MAPK信号通路预防大鼠高脂肪饮食诱导的结肠损伤

Abstract

L-茶氨酸（是一种天然存在于茶叶中的氨基酸,与人类健康优势有关，包括预防肥胖，但其潜在的分子机制尚未阐明。本研究利用多组学方法来研究L-茶氨酸发挥其抗肥胖作用的机制。研究表明，L-茶氨酸给药通过改善体重和高脂血症显著改善高脂饮食（HFD）诱导的大鼠肥胖。L-茶氨酸减轻HFD诱导的炎症，逆转肝脏和结肠损伤以及肠屏障。证实L-茶氨酸对由HFD伴结肠炎诱导的大鼠肥胖的预防作用是通过抑制NF-κB/MAPK途径中重要蛋白的磷酸化来实现的。代谢组学分析表明，L-茶氨酸调节HFD诱导的代谢紊乱，特别是通过调节类固醇激素的生物合成。微生物组分析表明，L-茶氨酸通过增加肥胖相关益生菌（包括Blautia coccoides和Lactobacillus murinus）的相对丰度来减轻HFD诱导的生态失调，同时抑制致病菌的丰度。证实L-茶氨酸通过恢复肠屏障的完整性、通过调节MAPK/NF-κB信号通路抑制炎症以及增强结肠中的微生物代谢来减轻由HFD产生的结肠炎。

Conclusion

研究结果表明，L-茶氨酸对大鼠中由HFD产生的血脂异常、炎症和结肠损伤具有良好的作用。施用L-茶氨酸抑制了不必要的炎症并增强了肠道屏障功能，通过结肠组织中各种细胞因子和紧密连接蛋白的表达水平的变化所证明。转录组分析显示，L-茶氨酸的有益作用可能涉及促进肠干细胞分裂和增殖，同时抑制结肠组织中的炎症。这种预防也通过抑制NF-κB/MAPK途径中关键蛋白的磷酸化来实现。代谢组学分析表明，L-茶氨酸调节本胆烷醇酮，吡多胺，和哌啶酸在结肠组织中的浓度，从而调节类固醇激素的生物合成，VB6代谢，和赖氨酸降解。微生物组分析表明，L-茶氨酸补充剂改变了肠道微生物群的组成和活性，促进了B. coccoides和L. murinus。这项研究的结果表明，L-茶氨酸表现出作为预防和补充治疗干预减轻肥胖和解决由肥胖引起的结肠损伤的前景。

Reference:

FANG C Y, SHEN Y F, MA Z Y, et al. L-theanine prevents colonic damage via NF-κB/MAPK signaling pathways induced by a high-fat diet in rats[J]. Molecular Nutrition & Food Research, 2024, 68(8): 2300797. DOI:10.1002/mnfr.202300797.

翻译/撰写：李雄（实习）

编辑：梁安琪；责任编辑：张睿梅

封面图片来源：图虫创意

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