中药多糖1区: 山楂多糖改善肠菌和肝脏代谢紊乱缓解高脂饮食诱导的小鼠NAFLD

【写在前面】：本期推荐的是由浙江中医药大学基础医学院血瘀毒素综合征浙江省重点实验室、浙江大学药学院临床药学研究中心等研究团队合作近期发表于Phytomedicine(IF6.7）的一篇文章，揭示山楂多糖改善肠菌和肝脏代谢紊乱缓解高脂饮食诱导的小鼠NAFLD。

【期刊简介】

【题目及作者信息】

Polysaccharides from hawthorn fruit alleviate high-fat diet-induced NAFLD in mice by improving gut microbiota dysbiosis and hepatic metabolic disorder

背景

山楂果富含多糖，被誉为具有降脂作用的功能性食品和草药。然而，关于山楂果多糖（HP）在治疗非酒精性脂肪肝（NAFLD）方面的作用和机制的研究有限。

目的

本研究旨在研究HP在体内和体外对NAFLD的影响，并阐明HP发挥其抗NAFLD活性的潜在机制。

方法

采用高脂饮食诱导的NAFLD小鼠作为体内模型，而油酸/棕榈酸诱导的HepG2细胞作为体外模型。采用H&E和油红O染色检测肝细胞中的脂肪积累。使用相应的ELISA试剂盒测定血清转氨酶（ALT）、天冬氨酸转氨酶（AST）、肝丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、白细胞介素-1β（IL-1β）和白细胞介蛋白-6（IL-6）。基于UHPLC-QTOF/MS的肝脏代谢组学分析用于检查HP在改善肝脏代谢紊乱中的作用。进行16S rRNA测序以探索HP在缓解肠道微生物群失调方面的作用。应用GC-MS检测短链脂肪酸（SCFA），以阐明HP对NAFLD小鼠的影响。

结果

HP显著抑制了NAFLD小鼠的体重增加和肝脏脂肪积累。血清ALT和AST水平的降低表明HP减轻了肝功能损伤，而MDA水平的降低和SOD活性的增加表明HP缓解了肝氧化应激。此外，HP减少了肝脏中IL-1β和IL-6等炎性细胞因子的释放。HP显著调节与氨基酸、脂质和维生素相关的代谢途径。在HP的调节作用下，l-酪氨酸、尿卡酸、十一烷二酸、油酰胺、维生素A和维生素B7等关键代谢产物恢复到接近正常水平。HP也改善了NAFLD小鼠的肠道微生物群失调，未分类Lachnospiraceae和Dubosiella等属受到了显著影响。相关性分析表明，HP对肝脏代谢的调节作用与肠道微生物群之间存在显著相关性。此外，HP在体外没有显示出任何效果，但增加了NAFLD小鼠肠道中的乙酸水平。

结论

这些发现表明，HP具有抗NAFLD作用，包括缓解脂质积聚、肝功能障碍、氧化应激和炎症。从机制上讲，HP主要改善肠道微生物群失调，从而提高NAFLD小鼠的肠道SCFA水平并恢复肝脏代谢紊乱。

图文摘要

【前言】

非酒精性脂肪肝（NAFLD）是一种慢性肝病，其特征是在没有过量饮酒的情况下肝内脂肪积聚、肝细胞脂肪变性和炎症。NAFLD的病因是多因素的，通常与肥胖、代谢综合征和2型糖尿病等代谢紊乱有关。NAFLD的患病率正在迅速上升，主要是由于采用了不健康的饮食习惯和久坐的生活方式。如果管理不当，NAFLD可能会发展为非酒精性脂肪性肝炎（NASH），这可能会进一步发展为肝纤维化、肝硬化和肝细胞癌，从而对患者的健康和生存构成重大威胁。

山楂是一种常见的水果，在亚洲地区广泛种植。它具有许多优点，广泛应用于传统草药和加工食品。山楂果实的消化、血压调节和调脂功能已得到广泛认可。一些文献还报道了山楂果在预防和治疗NAFLD方面的潜力。山楂果提取物通过刺激AMP活化蛋白激酶（AMPK）和抑制固醇调节元件结合蛋白1（SREBP1），同时激活过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα），有效预防了高脂饮食诱导的大鼠肝脂肪变性。然而，大多数相关研究都集中在山楂果或含有山楂果的中药制剂中的单体化合物上，明显缺乏专门研究山楂果对NAFLD影响的直接研究报告。重要的是，虽然多糖是山楂果的重要成分，一些报告强调了它们在降低血脂方面的有效性，但缺乏对山楂果多糖（HP）潜在机制的进一步深入研究。

因此，本研究提取并纯化了HP，对其结构和理化性质进行了表征，并随后研究了其对缓解高脂饮食诱导的小鼠NAFLD的影响。代谢组学分析显示，HP改善了NAFLD小鼠的肝脏代谢紊乱，而16S rRNA测序和分析表明，HP部分恢复了肠道微生物群的失调。肝脏代谢产物与肠道微生物群之间的相关性分析表明，HP对肝脏代谢的调节作用与其对肠道微生物群的影响有关。HP在体外对HepG2细胞中的脂肪积累没有显著影响，再加上其上调NAFLD小鼠肠道中的乙酸水平，进一步证实了HP主要通过调节肠道微生物群发挥作用。

【结果部分】

1.山楂果实多糖（HP）的特性研究。

2.山楂果多糖中糖苷键的总离子色谱（TIC）和MRM色谱的连锁分析。

3.山楂果实多糖（HP）对高脂饮食诱导的NAFLD小鼠NAFLD相关病理指标的影响。

4.山楂果实多糖（HP）对高脂饮食诱导的NAFLD小鼠肝脏代谢谱的影响。

5.山楂多糖（HP）对高脂饮食诱导NAFLD小鼠肝脏内源性代谢产物的影响。

6.山楂多糖（HP）对油酸/棕榈酸诱导HepG2细胞的影响。

7.山楂果实多糖（HP）对高脂饲料诱导的NAFLD小鼠肠道菌群的影响。

8.山楂果实多糖（HP）对高脂饮食诱导的NAFLD小鼠肠道短链脂肪酸的影响。

9.代表性代谢物与肠道细菌属的相关性分析。

10.山楂果实多糖（HP）通过改善肠道微生物群失调和肝脏代谢紊乱，减轻了高脂饮食诱导的小鼠NAFLD。

【结论与讨论】

本研究提取、纯化并分析了山楂果实多糖的理化性质、单糖组成和糖苷键结构。体内实验表明，HP减轻了高脂饮食诱导的NAFLD小鼠的病理状况。代谢组学分析显示，NAFLD小鼠的肝脏有明显的代谢异常，而HP治疗可部分改善。关键的内源性代谢物和途径，包括氨基酸、脂类和维生素，表现出显著的改善。此外，本研究还研究了高剂量HP对NAFLD小鼠肠道微生物群组成的影响，发现其对几个改变属的恢复影响。粪便中短链脂肪酸的变化，结果表明高剂量HP处理后乙酸水平显著升高。代谢物与细菌属的相关性分析表明，关键的NAFLD相关代谢物与肠道微生物群有很强的相关性，表明HP对肠道微生物群的调节作用与肝脏代谢紊乱的恢复有关。综上所述，如图10所示，本研究从代谢组学和肠道菌群的角度全面阐明了HP治疗NAFLD的治疗机制。

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