FSHW | 短双歧杆菌BAA-2849可缓解高脂饮食和黄曲霉毒素B1共同诱导的小鼠肠-肝轴损伤

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Introduction

近年来，伴随着肥胖等代谢性疾病在全球范围内的流行，非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的患病率呈持续上升趋势。据统计，NAFLD影响全球约25%的成年人口，是全球慢性肝病的主要原因。饮食结构不良和能量供应中脂质比例增加是患有肥胖和NAFLD等疾病的个体代谢综合征的重要驱动因素。有研究报道，高脂饮食（HFD）可通过扰乱肠道菌群，导致肝细胞内异位脂肪过度沉积，间接造成肝损伤。

黄曲霉毒素B1（AFB1）是全球食品霉菌毒素污染中最严重的6 种主流毒素之一，因其毒性强、广泛存在于谷物、花生等作物原料及其制品中，其暴露健康风险一直受密切关注。AFB1暴露普遍被认为是肝细胞癌的一个致病因素，且与其他慢性不良反应有关，如营养不良、免疫调节、生长抑制、营养吸收和代谢紊乱等。由于AFB1的脂溶性结构特性，以HFD为特征饮食模式的个体可能具有接触更高水平的AFB1风险。因此，探明AFB1对正常饮食(ND)和HFD模式下的暴露毒性作用，对提出有效的毒性干预策略具有重要意义。

益生菌在霉菌毒素暴露引起的毒性干预方面具有潜在积极效果。研究表明，双歧杆菌（Bifidobacterium breve）其有抗炎、人体肠道定植、保护肠上皮完整性和抗肥胖作用。然而，双歧杆菌对ND或HFD下AFB1长期暴露引起的肠道微生态紊乱的保护作用尚不清楚。因此，作者在阐明肠道菌群在AFB1和HFD引起的肠-肝轴损伤中的影响基础上，探究了短双歧杆菌BAA-2849缓解高脂饮食下AFB1诱导的小鼠肠肝轴损伤的潜在作用机制。

Results and Discussion

长期AFB1暴露导致了ND和HFD小鼠肝损伤

如图1A所示，经9 周的AFB1灌胃给药，促进了ND小鼠肝脏脂滴生成和脂滴积累增加，并加重了HFD小鼠间质组织异常。肝脏脂质组学分析结果表明（图1），AFB1暴露显著增加ND小鼠肝脏中TAGs和LPE含量，并显著降低AcCa、PE-O和PE-P含量。同时，AFB1增加了HFD小鼠LPG含量，降低了SM、PE-O、PE-P、PG和PS含量。

图1 AFB1暴露诱导ND和HFD小鼠肝损伤

AFB1暴露加剧了HFD小鼠肠道损伤

AFB1暴露引起ND和HFD小鼠肠绒毛萎缩（图2A，B）并诱发肠道损伤，HFD组损伤程度较ND组严重。对盲肠菌群进行测序分析（图2C），发现AFB1暴露均引起了2 种膳食模式小鼠属水平上理研菌RC9（RikenellaceaeRC9）和幽门螺杆菌（Helicobacter）丰度的升高，降低了阿克曼菌（Akkermansia）和链型杆菌属（Catenibacterium）的丰度。AFB1诱导HFD组小鼠肠道毛螺菌科（Lachnospiraceae）UCG-006、NK4A136 group和UCG-001的丰度异常增加。此外，AFB1暴露还引起ND小鼠中Akkermansia的丰度下降，并加剧HFD小鼠中这一下降趋势。

图2 AFB1诱导ND和HFD小鼠肠道损伤

BAA-2849缓解2 种饮食模式中AFB1诱导的肝损伤

摄食短双歧杆菌BAA-2849对ND组小鼠的正常生理没有显著影响。BAA-2849（1 × 109 CFU/mL）长期干预能够缓解HFD和AFB1单一及联合造成的小鼠肝损伤及血脂紊乱。肝脏脂质组学研究发现，BAA-2849干预能够重塑3 种暴露模式下小鼠肝脏的脂质组成，减少ND + AFB1、HFD + AFB1小鼠中FAs以及3 种暴露状态下的TAG水平特别是SFA含量。同时BAA-2849干预显著增加了小鼠肝脏中PS、LPS的脂质水平，增加因HFD + AFB1处理减少的PE-O、PE-P、PG的水平（图3）。此外，肝脏代谢组学分析发现，BAA-2849的长期干预改变了2 种膳食模式小鼠的肝脏代谢谱，谷胱甘肽代谢途径在缓解AFB1和HFD诱导肝损伤中具有重要作用。

图3 BAA-2849对AFB1诱导的2 种饮食模式小鼠肝脂质的影响

BAA-2849干预改善AFB1诱导的肠道损伤，重塑被破坏的肠道菌群

BAA-2849干预改善了ND和HFD膳食模式下AFB1暴露诱导的小鼠肠道绒毛萎缩，增加了肠道绒毛长度和隐窝深度以及ZO-1蛋白、乙酸、异丁酸和戊酸的水平。血清生化分析表明，BAA-2849干预改善了AFB1和HFD处理下小鼠全身的炎症水平，降低了TNF-α和IL-6的水平，提高了IL-10的水平。此外，BAA-2849干预降低了HFD、HFD + AFB1组小鼠的厚壁菌门与拟杆菌门比例，减少了肠道中如毛螺菌科、GCA-900066575等有害菌丰度，增加了阿克曼菌、普氏菌科属UCG-001、Muribaculum等有益菌丰度，改变了三级通路中淀粉和蔗糖代谢、甘油脂代谢、脂多糖生物合成等通路（图4）。

图4 BAA-2849对AFB1诱导2 种饮食模式小鼠血清炎症和肠道菌群的影响

Conclusion

在HFD和ND饮食模式下，AFB1的慢性暴露诱导小鼠“肠-肝轴”损伤，AFB1可加重HFD小鼠的肝、肠损伤和肠道菌群破坏。短双歧杆菌BAA-2849干预通过调控肠道菌群状态以及介导烟酰胺、半胱氨酸-谷胱甘肽等代谢通路，缓解肝脏与血液脂质等代谢紊乱，减轻AFB1暴露诱导的应激损伤。研究为AFB1长期暴露毒性的干预策略提出提供了重要的理论支持。

第一作者简介

叶永丽，江南大学食品学院助理研究员。主要从事食源性危害物风险暴露与健康干预基础理论研究工作。主持国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划项目子课题等纵向课题6 项，以第一（共同）作者发表SCI论文15 篇，授权国家发明专利5 项、国际发明专利2 项。

通信作者简介

孙秀兰，江南大学食品学院教授、博士生导师、食品学院院长、食品安全国际合作联合实验室主任，国家杰出青年科学基金获得者。长期致力于食品安全领域的研究与教学。兼任食品安全国家标准审评委员会委员、农业部转基因生物安委员会委员、科技部食品安全重点研究计划实施方案和指南专家。主持国家863等纵向科研项目30余项。以第一和通信作者在SCI主流刊物上共发表论文180余篇，授权国家发明专利40余项、国际发明专利5 项，参与制订国家行业标准7 项。获江苏省、教育部等省部级科技一等奖4 项、第二十三届中国专利优秀奖1 项。主编“十三五”国家重点图书和重点规划教材等5 部。

Bifidobacterium breve alleviates gut-liver-axis injury caused by high-fat diet and aflatoxin B1 in mice

Yongli Yea,1, Tingwei Wanga,b,1, Jian Jia, Jia-Sheng Wangc, Yinzhi Zhanga, Xiulan Suna,d,*

a International Joint Laboratory on Food Safety, Synergetic Innovation Center of Food Safety and Quality Control, School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China

b School of Biological and Chemical Engineering, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, China

c Department of Environmental Health Science, College of Public Health, University of Georgia, Athens 30602, USA

d Yixing Institute of Food and Biotechnology Co., Ltd., Yixing 214200, China

1 Both authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

Aflatoxin B1 (AFB1) is a common contaminant in cereals of global concern, and long-term low-dose exposure can adversely affect human health. Here, we showed that populations with dietary patterns characterized by high-fat diet (HFD) might have an increased risk of exposure to high levels of AFB1. Our data indicated that chronic exposure of AFB1 induced “gut-liver axis” injury in mice under HFD and normal diet (ND) patterns. AFB1 further aggravated hepatic and intestinal injury, and intestinal microbiota disruption in HFD mice. Bifidobacterium breve BAA-2849 intervention analysis showed that liver injury and lipid disorders caused by AFB1 exposure were alleviated by regulating the proportions of different gut microbes. We demonstrated through a mice model that the populations with a dietary pattern of HFD might be more susceptible to AFB1 exposure and adverse effects on the gut-liver axis, and the toxicity of AFB1 exposure can be alleviated by regulating the gut microbiota.

Reference:

YE Y L, WANG Y W, JI J, et al. Bifidobacterium breve alleviates gut-liver-axis injury caused by high-fat diet and aflatoxin B 1 in mice [J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(2): 9250039. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250039.

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编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意