FSAP | 福建农林大学、泉州师范学院梁鹏教授等：大黄鱼鱼卵磷脂对正常饮食小鼠肠道菌群结构影响的比较分析

福建农林大学食品科学学院、闽台特色海洋食品加工与营养健康教育部工程研究中心钟榕斌博士研究生等利用16S rRNA扩增子测序技术，探究大黄鱼鱼卵磷脂（large yellow croaker roe phospholipids，LYCRPLs）对正常饮食小鼠肠道菌群群落结构的影响。

Introduction

肠道菌群对人体健康至关重要，在参与免疫系统稳态维持、抵御病原体入侵以及营养物质消化等过程，其群落结构改变会影响肠道生理功能。值得注意是，饮食中所含主要成分可调节肠道菌群结构组成，如多糖、高脂高蛋白和高碳水化合物饮食对菌群结构有不同影响。磷脂因含多种脂肪酸备受关注，海洋磷脂富含ω-3多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFAs），在改善大脑记忆、调节脂质代谢和抗炎等方面效果显著。前期研究发现LYCRPLs可调节高脂饮食大鼠脂质代谢，减少相关有害菌丰度，如粘螺菌属和另枝菌属。

Results

1 LYCRPLs对正常饮食小鼠肠道菌群物种组成的影响

正常饮食小鼠经LYCRPLs灌胃6 周后，如图1所示，各组小鼠肠道菌群的操作分类单元（operational taxonomic units，OTU）数量随着LYCRPLs灌胃含量的扩大而增加，相较于空白对照组（CK），各组LYCRPLs处理组的特有OTU数量也随之上升，个数分别为135、211和241（图1）。进一步对OTU进行物种注释及相对丰度分析发现，拟杆菌门（Bacteroidota）和厚壁菌门（Firmicutes）是CK组和LYCRPLs处理组中的2 个优势菌门（图2A～B）。此外，厚壁菌门与拟杆菌门相对丰度的比值通常被视为微生物失衡的指标以及病理生理状况的潜在标志物，但与CK组相比，LYCRPLs处理并未显著改变厚壁菌门与拟杆菌门相对丰度的比值（图2C）。

图1 CK、L、M和H组中肠道菌群的共有及特有OTU数量Venn图

图2 CK、L、M和H组中在肠道菌群门、属水平上的物种组成及其相对丰度分析

有趣的是，正常饮食小鼠经LYCRPLs处理后，属水平上毛螺菌科NK4A13和乳杆菌属的相对丰度增加，而拟杆菌属和罗斯氏菌属的丰度降低，尽管与CK组相比差异并不显著（图2D～E）。毛螺菌科NK4A136和乳杆菌属均参与淀粉和其他糖类的消化，并产生丁酸和短链脂肪酸，这些在降低血糖、改善体质量控制和提高胰岛素敏感性方面发挥着关键作用。

2正常饮食小鼠经LYCRPLs处理后肠道菌群的α和β多样性分析

α多样性分析通常用于评估单个样品或群体中微生物群的多样性和丰富度。一般采用Shannon和Simpson来评价微生物群落的多样性和统一性。从图3A～B可以看出，LYCRPLs处理组的肠道菌群多样性和统一性均低于CK组，但差异无统计学意义（P＜0.05）。Chao1和ACE常用来表征肠道微生物的丰富度。LYCRPLs处理组的Chao1、ACE均低于或高于CK组，但差异无统计学意义（图3C～D，P＜0.05）。有趣的是，随着LYCRPLs含量的增加，L组、M组、H组的Chao1、ACE均升高，且L组与H组比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。因此，正常饮食小鼠肠道菌群的多样性和丰富度在LYCRPLs干预下没有显著变化。

图3 CK、L、M和H组中肠道菌群的α和β多样性分析

β多样性分析通常用于比较样品或组间肠道菌群的群落结构。主成分分析结果显示，CK组和LYCRPLs处理组的样本点明显分离（图3E）。非度量多维尺度分析结果显示，CK组和LYCRPLs处理组大部分样本点明显分离（图3F）。非加权组平均法分析结果表明，LYCRPLs处理组的大部分样本更聚集，而CK组的样本与LYCRPLs处理组的样本距离较远（图3G）。由此可见，LYCRPLs干预能明显改变正常饮食小鼠肠道菌群群落结构，而这些差异应归因于LYCRPLs处理改变了某些特定菌群的相对丰度。

3正常饮食小鼠经LYCRPLs处理后肠道菌群的差异物种分析

图4 CK组与LYCRPLs处理组的属水平上物种相对丰度的差异分析

在对肠道菌群属水平物种相对丰度进行T检验后发现，CK组与L组、M组和H组之间的差异菌群有所不同。如图4A所示，相较于CK组，L组中拟杆菌属、罗斯氏菌属的丰度显著下调，而脱硫弧菌属的丰度显著增加。一项关于不同剂量ω-3 PUFAs对肠道菌群影响的研究表明，乳杆菌属、螺杆菌属和瘤胃球菌属的相对丰度增加，而拟杆菌属、梭菌属和普雷沃菌属的相对丰度似乎下降，这与本研究结果相似。M组中，GCA-900066575属、副拟杆菌属、节丝状菌属、罗姆布茨菌属的相对丰度显著下降（图4B）。节丝状菌属作为一种分段丝状细菌，据报道可促进肠道中辅助Th17细胞的成熟和发育，有助于小鼠的适应性免疫和先天免疫。H组中，不动杆菌属的相对丰度显著上调，而拟杆菌属和罗姆布茨菌属的相对丰度则显著下调（图4C）。不动杆菌可以利用PUFAs重塑膜结构。

4正常饮食小鼠经LYCRPLs处理后肠道菌群的功能预测

图5 CK、L、M和H组中肠道菌群的Tax4fun微生物功能预测

肠道菌群的功能特性与营养物质的消化密切相关。本研究中利用Tax4fun预测微生物功能，并选取每组门水平上丰度排名前35的功能来绘制聚类热图（图5）。与CK组相比，LYCRPLs处理组中折叠、分类和降解，聚糖生物合成与代谢，内分泌系统，脂质代谢和碳水化合物代谢等功能途径的富集程度较低，而遗传信息处理、核苷酸代谢、细胞生长与死亡、膜转运与能量代谢、氨基酸代谢等功能途径的富集程度较高。

图6 CK组与LYCRPLs处理组间肠道菌群功能富集度差异分析

接下来，对注释的微生物功能的富集程度进行T检验，以找出各组之间的差异功能途径。与CK组相比，L组中的碳水化合物代谢、脂质代谢、聚糖生物合成与代谢、折叠、分类和降解等功能的富集程度显著降低（P＜0.05，图6A），而膜转运、能量代谢、信号转导和原核生物细胞群落等功能的富集程度则显著升高（P＜0.05）。M组中，聚糖生物合成与代谢、折叠、分类和降解以及脂质代谢的富集程度显著低于CK组（P＜0.05，图6B），但细胞运动、转录和遗传信息处理的富集程度在统计学上更高（P＜0.05）。H组中，聚糖生物合成与代谢、折叠、分类和降解、酶家族以及其他氨基酸代谢通路的富集程度显著低于CK组（P＜0.05，图6C），但外源化合物的生物降解和代谢通路的富集程度更高（P＜0.05）。

Conclusion

结果表明，LYCRPLs未显著改变肠道微生物群落的多样性和丰富度，但改变了某些细菌的相对丰度。例如，LYCRPLs可提高一些有益菌属的相对丰度，包括毛螺菌科NK4A136和乳杆菌属。尽管LYCRPLs降低了包括拟杆菌属、副拟杆菌属和节丝状菌属等有益细菌的相对丰度，但也减少了如GCA-900066575和罗姆布茨菌属等有害细菌的相对丰度。此外，LYCRPLs可通过调节某些菌群的丰度来调节微生物组的功能。这项研究揭示LYCRPLs对正常饮食小鼠肠道微生物群落结构的调节作用，为LYCRPLs作为食品工业中的功能性成分提供了有价值的参考。

Abstract

Intake of marine phospholipids can ameliorate the gut microbiota dysbiosis, thereby improving the metabolic disturbance of the host. It is unclear whether consuming marine phospholipids affects the gut microbiota community structure in a normal-diet host. The aim of this research was to compare the gut microbiota community structure between normal-diet mice consuming and not consuming large yellow croaker roe phospholipids (LYCRPLs) by 16S rRNA amplicon sequencing technology. Results indicated that LYCRPLs could regulate the relative abundance of some certain bacteria of normal-diet mice, i.e., increasing the abundance of some beneficial genera including Lachnospiraceae_NK4A136_group and Lactobacillus, and decreasing harmful bacteria such as GCA-900066575 and Romboutsia. Simultaneously, intake of LYCRPLs was predicted to reduce the bacterial biosynthesis of carbohydrate and lipids. This research revealed the regulation of LYCRPLs on the gut microbiota community structure in normal-diet mice, and provides a valuable reference for LYCRPLs as a functional ingredient in the food industry.

引文格式

Zhong R, Zheng X, Zheng H, et al. Comparative analysis of the impact of large yellow croaker roe phospholipids on the gut microbiota community structure in normal-diet mice. Food Science of Animal Products, 2025, 3(2): 9240114. https://doi.org/10.26599/FSAP.2025.9240114

作者介绍

梁鹏教授

泉州师范学院海洋与食品学院副院长

福建农林大学食品科学学院

梁鹏，博士、生物学博士后，教授，博士生导师，入选福建省高层次人才（C类），首批国家级一流线上本科课程《食品工艺学》负责人，现任泉州师范学院海洋与食品学院副院长（主持工作）。主要从事海洋生物资源综合利用方面的教学与科研工作，主持国家自然科学基金、福建省自然科学基金面上项目、福建省教育厅A类项目、福建省科技厅星火项目项等科研项目14 项；主持获得福建省科技进步奖三等奖1 项。在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》《Food Chemistry》《Food & Function》《中国食品学报》《食品科学》等期刊发表论文120多篇。主编《食品工艺学》（高等教育出版社）教材1 部，参编国家级本科规划教材《食品化学》（化工出版社）1 部，主持福建省教育科学“十三五”规划项目、福建省本科高校教育教学改革研究项目、教育部产学合作协同育人项目等省部级本科教改项目5 项，发表教改论文16 篇。

钟榕斌博士研究生

福建农林大学食品科学学院

钟榕斌，福建农林大学食品科学学院，食品科学与工程专业2022级博士研究生，研究方向：水产品加工及其副产物高值化利用。

文章内容由作者团队提供。

编辑：阎一鸣； 责任编辑：刘莉