FSHW | 山茱萸中莫诺苷通过调节肠道微生物群失调改善小鼠2型糖尿病

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

Introduction

2型糖尿病（T2DMM；Diabetes mellitus type 2）是一种慢性代谢疾病，定义为胰岛素分泌缺陷，导致糖代谢异常及相关代谢紊乱。根据国际糖尿病联合会（IDF）的数据，2021年全球糖尿病患者人数将达到4.37亿，预计到2045年将增加到7.83亿。

糖尿病最显著的特征是高血糖，高血糖主要是由胰岛素分泌异常或胰岛素不敏感引起的。高血糖导致活性氧（ROS）的积累，从而引发氧化应激，增加胰岛素抵抗，加剧胰腺β细胞功能障碍，从而加重T2DMM并诱发各种并发症。因此，调节高血糖和氧化应激对于控制或治疗T2DMM至关重要。到目前为止，降糖药分为口服降糖药和胰岛素注射液。常用的口服降糖药物包括双胍类、磺酰脲类、格列奈类、α-糖苷酶抑制剂、DPP4i、SGLT2i等。然而，长期使用这些药物可能会导致各种不必要的副作用。因此，迫切需要找到副作用较小的天然替代资源来治疗糖尿病。

山茱萸（Cornus officinalis Sieb.et Zucc.）是一种主要分布在中国、日本和韩国的传统中草药，几个世纪以来一直用于治疗葡萄糖和脂质代谢紊乱。环烯醚萜苷是CF的特征性成分，具有降血糖、神经保护和睾丸保护作用，其中，莫诺苷（MOR）的含量最高。之前有报道称，MOR可以通过降低大鼠晚期糖基化终末产物（AGEs）相关蛋白的表达来改善糖尿病肾病。另一项研究表明，MOR可以通过促进过氧化物酶体增殖物激活PGC-1α介导的细胞内胆固醇外流来保护糖尿病肾病小鼠的肾小管上皮细胞。然而，MOR如何通过调节肠道微生物群来改善T2DM仍然完全未知。

陕西师范大学康杰芳教授团队和薛晓畅教授团队在本文评估了CF中MOR对高脂饮食（HFD）和低剂量链脲佐菌素（STZ）诱导的小鼠糖脂代谢紊乱、胰岛素抵抗和氧化应激的改善作用，并通过肠道微生物群探讨MOR在T2DMM小鼠中的调节机制。

Results and Discussion

MOR改善T2DM小鼠的胰岛素抵抗和高脂血症

如图1A-D所示，与NC组相比，HOMA-IR水平显著升高，而FINS、HOMA-IS和HOMA-β水平显著降低。在MOR治疗8周后，MOH组的所有这些指标都比其他治疗组表现更好。与NC组相比，T2DM小鼠血清中TG、TC和LDL水平显著升高，而HDL水平显著降低。这些参数在MOR治疗后显著逆转，高剂量MOR显示TG、TC和LDL的降低幅度最大。但HDL的效果略低于中剂量MOR，与二甲双胍组接近（图1E-G）。

图1 各组小鼠（A）FINS、（B）HOMA-IR、（C）HOMA-β、（D）HOMA-IS、（E）TG、（F）TC、（G）LDL、（H）HDL的变化

MOR改善T2DM小鼠的氧化应激损伤

与正常小鼠相比，T2DM小鼠的SOD、GSH和CAT水平显著降低，但MDA水平显著升高（图2A-D）。此外，经典炎症因子TNF-α、IL-6和IL-1β也显著增加，表明肝脏存在明显的氧化损伤和炎症（图2E-G）。与未治疗的小鼠相比，MOR治疗的T2DM小鼠显示出肝脏氧化损伤和炎症标志物水平的改善，上述标志物的改善具有显著的剂量依赖性。

图2 MOR改善T2D小鼠氧化应激损伤

MOR减轻T2DM小鼠肝脏和胰腺组织病理学变化

与对照组小鼠相比，T2DM小鼠肝小叶结构严重受损，肝细胞肿胀和坏死，肝组织炎症活动评分显著升高，表明T2DM诱导了严重的肝损伤。MOR治疗有效缓解了肝损伤，肝脏指数显著降低，肝小叶结构几乎完整（图3A-B）。此外，T2DM小鼠的肝脏AST和ALT水平显著升高，MOR剂量依赖性地改善了这种损伤（图3C-D）。

胰腺也有类似的变化，如图3E所示，其中T2DM小鼠的胰腺指数显著增加，发现不规则图案的胰岛，胰岛细胞显示出明显的坏死和水肿，胰腺组织炎症活动的半定量评分显著增加。在PC组中，观察到一些明确的圆形和大型胰岛，表明二甲双胍可以修复糖尿病小鼠的胰岛损伤，而喂食中高剂量MOR的小鼠比PC组显示出更好的胰岛损伤恢复（图3F）。

图3 MOR改善了T2D小鼠肝脏和胰腺组织的H&E染色结果

MOR调节肠道微生物群的组成

肠道微生物群的前15个门如图4A所示，其中四个主要门的相对丰度为厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门和脱硫杆菌门。在门水平上，对照NC组的拟杆菌门相对丰富，而模型MC组的厚壁菌门相对丰富。此外，NC组变形杆菌的相对丰度相对较低，占MC小鼠的近20%，在高剂量MOR给药后恢复正常水平，而Desulfobacterota的相对丰度在NC组和MC组之间没有显著差异，但随着MOR剂量的增加而逐渐增加（图4D-G）。MC组鼠杆菌科、乳杆菌和Lachnospiraceae_NK4A136_组的相对丰度显著降低（图4H-J）。相反，Blautia、Odoribacter、Escherichia_Shigella、Alistipes和Lachnospiraceae_UCG-006的相对丰度显著增加（图4K-O）。Blautia、Escherichia_Shigella和Lachnospiraceae_UCG-006在高剂量MOR治疗后恢复正常水平，假设在T2DM的发展过程中，肠道微生物群发生了重大的结构变化，MOR在调节T2DM小鼠肠道细菌方面发挥了关键作用。

图4 MOR治疗后T2D小鼠相对丰度的门或属水平变化

Conclusion

本研究通过16S rRNA测序探究肠道微生物群的组成和功能。微生物学分析表明，MOR不仅可以调节小鼠肠道微生物群的组成，还可以改善炎症的减少，调节糖脂代谢紊乱，改善肝脏和胰腺损伤。MOR缓解2型糖尿病的潜在调控机制是通过逐渐恢复2型糖尿病小鼠体内的特定微生物群落来实现的。

第一作者

唐雪琦，陕西师范大学2021级硕士研究生，主要从事中草药活性成分的功能研究。

通信作者

康杰芳，博士，教授，博士生导师。主要从事中药材规范化生产和质量控制、中药材核心功效与物质基础、药用植物资源开发与利用等研究。参加和主持国家“十五”、“十一五”、“十二五”科技支撑计划、国家重点研发计划中医药现代化研究重点专项、国家自然科学基金、陕西省重点研发计划等多项研究，先后发表论文50余篇，授权国际专利5项，国家发明专利10项。荣获陕西省科学技术进步奖一等奖1项，陕西高等学校科学技术一等奖1项。

通信作者

薛晓畅，博士，教授，博士生导师。主要研究方向: ①中药药理药效研究；②自身免疫性疾病及肿瘤的分子机制研究。主持国家“十二五”863重大项目子课题、国家自然科学基金项目、新药创制科技重大专项、陕西省重点研发计划等科研项目；已发表科研论文70余篇，被引2000余次；副主编、参编专著7部；已授权国家发明专利10余项。

Morroniside from corni fructus ameliorates type 2 diabetes in mice by regulating intestinal microbiota dysbiosis

Xueqi Tanga,b,c, Yilin Baia,b,c, Yinxia Wua,b,c, Yue Yanga,b,c, Xiaobo Yua,b,c, Jing Chena,b,c, Xiaochang Xuea,b,c,*, Jiefang Kanga,b,c,*

a National Engineering Laboratory for Resource Development of Endangered Crude Drugs in Northwest China, Xi’an 710119, China

b Key Laboratory of Medicinal Resources and Natural Pharmaceutical Chemistry, Ministry of Education, Xi’an 710119, China

c College of Life Sciences, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119, China

*Corresponding author.

Abstract

As one of the most common metabolic diseases, type 2 diabetes (T2D) has become a public health concern with rising global prevalence. Corni fructus (CF), a traditional Chinese herb utilized for centuries as homologous medicinal and food resources, has been widely used to treat glucose and lipid metabolism disorders. However, as a core active ingredient of CF, whether and how morroniside (MOR) improves T2D is still unclear. This study aimed to explore the pathways by which MOR ameliorates T2D in mice induced by high-fat diet (HFD) and low-dose streptozotocin through 16S rRNA gene sequencing. We found that MOR treatment significantly ameliorated body weight loss, hyperglycemia, hyperlipidemia and insulin resistance in T2D mice. In addition, MOR remarkably improved inflammation- and oxidative stress-driven hepatic and pancreatic injuries in the model mice. Mechanistically, MOR rehabilitated the dysregulated diversity and constitution of the gut microbiota in T2D mice, with significant changes in relative abundance in genus such as Lactobacillus, Lachnospiraceae_NK4A136_group, and Lachnospiraceae_UCG-006 which are believed to be highly correlated with serum parameters and insulin resistance in mice with T2D. Therefore, we infer that MOR improves T2D at least partially by maintaining the host microbiota homeostasis, and MOR may be a promising candidate for T2D treatment.

Reference:

TANG X Q, BAI Y L, WU Y X, et al. Morroniside from corni fructus ameliorates type 2 diabetes in mice by regulating intestinal microbiota dysbiosis[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(7): 9250162. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250162.

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：摄图网

为了帮助食品及生物学科科技人员掌握英文科技论文的撰写技巧、提高SCI期刊收录的命中率，综合提升我国食品及生物学科科技人员的高质量科技论文写作能力。中国食品杂志社拟定于2026年8月13—14日在安徽合肥举办“第13届食品与生物学科高水平SCI论文撰写与投稿技巧研修班”，为期两天。

长按或微信扫码进行注册

为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“ 第六届食品科学与人类健康国际研讨会 ”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到） 在 中国 安徽 合肥 召开。

长按或微信扫码进行注册

为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国 湖南 长沙召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）