FSHW | 燕麦蒽酰胺通过调控脂肪酸代谢介导肠道细菌和真菌重塑减轻高脂饮食诱导的肥胖

本文系Food Science and Human Wellness原创编译，欢迎分享，转载请授权。

Introduction

肥胖的主要原因是能量摄入和消耗之间的失衡。膳食脂肪以游离脂肪酸和从膳食甘油三酯中产生的2-单酰基甘油的形式被肠道细胞吸收，吸收的脂肪酸和单酰基甘油再酯化为甘油三酯并输出到血液中。最近的研究发现，正常饮食中的脂肪主要在空肠吸收，而高脂饮食将脂肪带入回肠导致过度吸收。此外，高脂饮食还可破坏肠道微生态，引起宿主脂代谢紊乱。目前，关于高脂饮食与肠道关系的研究大多集中在细菌上。然而，肠道细菌和真菌可能对脂肪代谢具有双重调节作用和广泛的相互作用。肠道真菌可产生影响细菌定植的抗菌肽、醇和其他代谢产物。反过来，细菌通过产生脂肪酸来调节真菌的萌发和菌丝生长。

燕麦是全球公认的有效降脂食品，有助于预防高脂饮食引起的脂代谢紊乱。然而，燕麦降低血脂的确切机制尚未被完全解析。燕麦燕麦蒽酰胺（AVNs）又称燕麦生物碱，是两种酚酸脱水缩合形成的多酚类物质。AVNs是仅在燕麦中发现的独特的谷物多酚，含量范围为2～289 mg/kg。燕麦燕麦蒽酰胺已被发现具有降脂作用。然而，其机制尚不清楚。上海理工大学“健康谷物加工与营养”团队在本研究中对燕麦蒽酰胺降脂的机制进行了探索。管骁教授为通讯作者，博士研究生刘勇勇和黄凯副教授为共同第一作者。

图1 燕麦蒽酰胺降脂机制研究

Results

AVN B对高脂饮食喂养小鼠体质量增长和血脂生化指标的影响

补充AVN B显著降低了高脂饮食小鼠的体质量和肝脏重量，并改善了肝脂肪变性的组织病理学特征。

图2 AVN B对高脂饮食小鼠体质量增长和血脂生化指标的影响

AVN B对高脂饮食诱导小鼠肝脏脂肪酸相关基因转录和翻译水平的影响

基于肝组织的RNA测序分析，发现AVN B通过抑制脂肪酸的合成并促进其氧化，以及增强脂质代谢相关基因的表达来实现这一目标。这些效应归因于激活AMPK信号通路，而AMPK信号通路是多种代谢途径的关键调节因子。AVN B通过显著增加小鼠肝脏中p-AMPK/AMPK比值，降低了FASN蛋白（参与FA合成）的表达，增加了CPT1A和PPARα蛋白（与FA氧化相关）的表达。

图3 AVN B对高脂饮食诱导小鼠肝脏脂肪酸相关基因转录和翻译水平的影响

AVN B对高脂饮食诱导的小鼠回肠脂肪酸吸收的影响

本研究发现补充AVN B阻碍了HFD诱导的小肠绒毛长度的增加。这是通过抑制PPARα和RXR的表达实现的，随后减少了回肠脂肪的吸收。另一方面，AVN B可抑制CD36、FATP4、ApoA-IV的表达。这种抑制导致回肠上皮细胞对脂肪酸的吸收减少，最终抑制乳糜微粒的形成。

图4 AVN B对高脂饮食诱导的小鼠回肠脂肪酸吸收的影响

AVN B对高脂饮食诱导小鼠肠道细菌的影响

肠道细菌和与血脂生化指标以及代谢参数的Spearman相关分析结果显示，Lachnospiraceae和Roseburia与BWG、TC、TG、LDL-C、回肠Acaca、SCD1、Lpin1、Dgat2、CD36、FATP4、ApoA-IV、PPARα、RXR和CPT1A的表达呈显著正相关。葡萄球菌属、气球菌属、Coriobacteriaceae_UCG-002和肠球菌属与血脂生化指标和代谢因子呈负相关。

图5 AVN B通过调控肠道细菌改善高脂饮食诱导的小鼠肥胖

AVN B对高脂饮食诱导的小鼠肠道真菌的影响

肠道真菌和与血脂生化指标以及代谢参数的Spearman相关分析结果显示，Cladosporium与BWG、TC、TG、LDL-C、回肠Acaca、SCD1、Lpin1、Dgat2、CD36、FATP4、ApoA-IV、PPARα、RXR和CPT1A的表达呈显著正相关。此外，曲霉菌科、Ceratocystidaceae和Aspergillaceae与BWG、LDL-C、回肠Acaca、Lpin1、Dgat2、CD36、ApoA-IV、PPARα、RXR和CPT1的表达呈正相关。

图6 AVN B通过调控肠道真菌改善高脂饮食诱导的小鼠肥胖

Conclusion

研究结果表明，在高脂饮食诱导的小鼠中补充AVN B可降低血清和肝脏脂质生化指标，提示潜在的降血脂作用。AVN B通过激活肝脏AMPK信号通路，下调回肠CD36和PPARα表达，促进肝脏脂肪酸氧化，抑制回肠脂肪酸合成和肠绒毛生长，减少回肠脂肪酸吸收。此外，AVN B提高了有益细菌和真菌的丰度。

通信作者

管骁，教授，博士生导师，现任上海理工大学上海理工大学健康科学与工程学院副院长、食品学院院长。曾获全国粮油先进科技工作者、全国粮食行业青年拔尖人才、上海市曙光学者、中国食品科学技术学会杰出青年奖、中国粮油学会青年科技奖等荣誉，兼任国家粮食产业（城市粮油保障）技术创新中心主任、全国粮油标准化技术委员会委员、中国粮油学会食品分会副会长/青委会副主委等职。主要从事谷物组分与物性、谷物健康功效与机制、谷物精深加工与产品开发、谷物功能因子活性保持与精准递送等研究。曾获内蒙古自治区科技进步一等奖、上海市技术发明二等奖、中国粮油学会科学技术一等奖等奖励10余项；发表科研论文200余篇，主参编著作6部。承担国家/省部级科研项目10余项，以及主持企业委托技术开发与成果转化项目10余项。

Oat avenanthramide B alleviates high-fat diet-induced obesity via regulating fatty acid metabolism involved in gut bacteria and fungi remodeling

Yongyong Liua,1, Kai Huanga,b,1, Xiao Guana,b,*, Sen Lia,b, Hongdong Songa,b, Ying Zhanga,b, Yu Zhanga,b, Zhu Sunc, Zhiquan Yuc

a School of Health Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China

b National Grain Industry (Urban Grain and Oil Security) Technology Innovation Center, Shanghai 200093, China

c Inner Mongolia Yangufang Whole Grain Industry Development Co., Ltd., Hohhot 011799, China

1 Both authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

Oat avenanthramides (AVNs) have been found to exhibit novel lipid-lowering effects. However, the mechanism remains unclear. In this study, the effect of avenanthramide B (AVN B), as one of the major AVNs, on high-fat diet (HFD)-induced mice was investigated. Results showed that AVN B significantly inhibited weight gain and improved hepatic and serum lipid biochemical indices. Hepatic RNA-sequencing analysis suggested that AVN B significantly modulates fatty acid (FA) metabolism. Hepatic real-time qualitative polymerase chain reaction (RT-qPCR) and Western blot results indicated that AVN B could alleviate FA synthesis by activating the adenosine 5’-monophosphate (AMP)-activated protein kinase (AMPK)-sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP1c)-fatty acid synthase (FAS), and increase FA oxidation by activating the AMPK/carnitine palmitoyltransferase 1A (CPT1A) and peroxisome proliferator-activated receptor α (PPARα). Additionally, AVN B had a regulating effect on ileum lipid metabolism by inhibiting intestinal cell differentiation and down-regulating the expression levels of FA absorption-related protein and gene. Moreover, AVN B promoted the growth of beneficial bacteria and fungi such as Coriobacteriaceae_UCG-002, Parvibacter, Enterococcus, and Aspergillus, while decreasing the abundance of Roseburia, unclassified_f_Lachnospiraceae, Cladosporium, Eurotium, unclassified_f_Aspergillaceae and unclassified_f_Ceratocystidaceae. All these results provided new points of the lipid-lowing mechanism of AVNs and oats via the gut-liver axis.

Reference:

LIU Y Y, HUANG K, GUAN X, et al. Oat avenanthramide B alleviates high-fat diet-induced obesity via regulating fatty acid metabolism involved in gut bacteria and fungi remodeling[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(2): 9250124. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250124.

本文编译内容由作者提供

编辑：梁安琪；责任编辑：孙勇

封面图片：图虫创意