FSHW | 基于肠道菌群和代谢组探究豆粕肽对急性酒精性肝损伤的预防作用

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Introduction

急性酒精性肝损伤是一种典型的酒精性肝病（ALD），是由于短时间内大量饮酒引起肠道微生物及代谢物生态失调而导致的肝脏损伤。尽管已有一些抗酒精药物已被证明能够有效治疗ALD，但在预防ALD方面研究较少。豆粕是大豆加工副产物，含丰富的蛋白质，豆粕肽（SPs）具有抗炎、抗氧化及改善肠道菌群等功效，是预防急性酒精性肝损伤的有效物质。本研究中的SPs是豆粕通过初步酶解得到的混肽，并进一步纯化得到了四肽GTYW。本文评估了SPs与GTYW抗氧化能力及抑制炎症能力，并结合肠道微生物组学与代谢组学探讨了其对急性酒精性肝损伤预防机制，为饮食预防急性酒精性肝损伤提供了新思路，扩大了豆粕肽作为一种潜在功能性食品的应用范围。

Results and discussion

豆粕肽对急性酒精性肝损伤小鼠肠道菌群影响

先前研究表明，肠道菌群在酒精性肝损伤发病机制中起着至关重要作用，因此作者分析了肽干预前后小鼠肠道菌群，结果如图1所示。结果表明与CK组相比，M组中有益菌含量减少，如能够增加小鼠肠道中黏液层的厚度的Akkermansia以及能够促进产生抗氧化抗炎的丁酸Lactobacillus、norank_f__Muribaculaceae。但相较于M组，SPs组和GTYW组中有益菌丰度增加如norank_f__Muribaculaceae、Akkermansia，并有害菌丰度降低。SPs与GTYW能够调节肠道菌群，预防小鼠急性酒精性肝损伤。

图1 肠道菌群分析

豆粕肽对急性酒精性肝损伤小鼠肠道代谢物影响

SPs与GTYW可被肠道菌群代谢成小分子物质，从而激活多种代谢途径以调节酒精诱导的代谢紊乱。本研究发现摄入酒精以及肽干预均会使肠道代谢物发生变化，进而影响体内代谢通路，结果如图2所示。SPs通过降低cholic acid含量调节primary bile acid biosynthesis，升高quinic acid含量促进phenylalanine, tyrosine and tryptophan biosynthesis。GTYW能够通过升高a-linolenic acid的含量及降低phenylacetylglycine含量调节a-linolenic acid metabolism、phenylpropanoid biosynthesis及phenylalanine metabolism。

图2 肠道代谢物及代谢通路分析

多组学相关性分析

选取影响较大的炎症因子、氧化应激指标，将他们与微生物和与代谢通路有关的代谢物进行关联分析。SPs调节的quinic acid与产丁酸菌norank-f-Muribaculaceae呈显著性正相关，与IL-Iβ呈显著性负相关。GTYW调节的phenylacetylglycine与产生短链脂肪酸的Alloprevotella、Parasutterella呈负相关，并且它IL-Iβ呈正相关与CAT呈负相关。此外a-linolenic acid与Parasutterella呈正相关，与IL-Iβ和CYP2E1呈负相关。

图3 多组学相关性分析

Conclusion

豆粕肽（SPs，GTYW）对急性酒精肝损伤具有潜在的预防作用，表现改善肝脏炎症反应和氧化应激。肠道微生物组及代谢组研究进一步表明，SPs、GTYW可以调节肠道菌群结构并改善代谢紊乱。SPs增加有益菌norank-f-Muribaculaceae丰度，并通过phenylalanine, tyrosine and tryptophan biosynthesis调节代谢损伤。GTYW促进Alloprevotella和Parasutterella丰度增加，通过a-linolenic acid metabolism和phenylalanine metabolism调节肠道代谢。此外，通过关联分析，建立了肠道微生物、代谢物与肝脏炎症指标、氧化指标之间的相关性。综上所述，本研究证实了SPs与GTYW可以改善肠道菌群与代谢物，进而预防急性酒精性肝损伤。以上结果表明SPs与GTYW可能是预防急性酒精性脂肪肝的功能食品，但其对血清代谢物及通路的影响机制有待进一步研究。

第一作者简介

刘静波，工学博士，教授，博士生导师，吉林大学“唐敖庆学者”领军教授，教育部高等学校2018-2022食品科学与工程类专业教学指导委员会副主任、中国工程教育专业认证协会认证结论审议委员会委员、食品类专业认证委员会成员、亚洲蛋品协会副会长、国家蛋品工程技术研究中心专家组成员、吉林省功能食品工程研究中心主任、吉林省营养与功能食品重点实验室主任等。研究方向：营养与功能食品、蛋品精深加工与副产物综合利用等。先后承担“十三五”、“十四五”国家重点研发计划项目，自然科学基金面上项目等多项国家及省部级项目。发表论文200余篇，其中SCI/EI收录100余篇；申请国家发明专利150余件，授权36 件。受邀担任Journal of Agricultural and Food Chemistry，Food Chemistry，Food & Function和食品科学等国内外知名期刊审稿专家。

通信作者简介

张婷，工学博士，教授，博士生导师，吉林大学唐敖庆青年学者，中国科协青年人才托举工程被托举人，中国蛋品加工业十大杰出青年英才，吉林省企业“科创专员”，吉林大学“励新”优秀青年教师培养计划成员。担任中国食品科学技术学会青年工作委员会委员、中国畜产品加工研究会青年工作委员会委员、吉林省食品学会常务理事兼青年工作委员会副主任。研究方向：食源性生物活性肽创新开发、蛋品精深加工与副产物综合利用。主持“十四五”国家重点研发计划课题1 项；主持国家自然科学基金3 项；主持省级各类项目5 项。以第一或通信作者在Journal of Agricultural and Food Chemistry，Food Chemistry，Food Hydrocolloids等高水平期刊发表论文40余篇，包括中科院一区论文24 篇（ESI高被引论文2 篇）。

Prevent effects of soybean meal peptides in acute alcoholic liver injury based on gut microbiota and metabolome alteration

Jingbo Liu, Shengrao Li, Qi Yang, Siwen Lyu, Xuanting Liu, Zhiyang Du, Xiaomin Shang, Ting Zhang*

Jilin Provincial Key Laboratory of Nutrition and Functional Food, College of Food Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130062, China

*Corresponding author.

Abstract

This study investigated the preventive effects of soybean meal peptides (SPs) and their purification peptides (GTYW) on acute alcoholic liver injury. We combined the gut microbiota, metabolites, liver inflammation, and oxidative stress indicators to explore the prevention mechanism of SPs and GTYW. Results showed that SPs, GTYW effectively improved the hepatic oxidative stress and inflammatory. Additionally, SPs and GTYW reversed the effects of alcohol on the gut microbiota, which were evident in the increased abundance of Alloprevotella, Parasutterella in the GTYW group and norank_f__Muribaculaceae in the SPs group. Non-targeted metabolomic analysis showed that SPs ameliorated metabolic disorders by regulating phenylalanine, tyrosine and tryptophan biosynthesis, while GTYW regulated metabolites through α-linolenic acid metabolism and phenylalanine metabolism. Furthermore, significant correlations were observed between gut microbiota, metabolites and liver indicators. These findings confirmed that SPs and GTYW can prevent acute alcoholic liver injury.

Reference:

LIU J B, LI S R, YANG Q, et al. Prevent effects of soybean meal peptides in acute alcoholic liver injury based on gut microbiota and metabolome alteration[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(2): 9250049. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250049.

本文编译内容由作者提供

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意