论文部分内容阅读
由于经济全球化及西方饮食的影响,我国居民的膳食结构从传统的高碳水高膳食纤维逐渐向高脂高糖转化,动脉粥样硬化等心血管疾病的流行率逐年增加。因此,调节高脂饮食带来的脂质代谢异常是控制这类疾病发生和发展的重要手段。辣椒作为一种辛辣刺激食物被广泛食用,对人们的饮食结构有着重要的影响。近年来,许多研究证实了辣椒中的辣椒素可调节脂质代谢异常,推测的可能机理包括:辣椒素刺激其受体-香草素受体1（The vanilloid receptor 1,TRPV1）激活机体组织脂质代谢相关基因;辣椒素改变肠道菌群组成和代谢产物,尤其是升高阿克曼（Akkermansia）菌属相对丰度,增加短链脂肪酸（Short-chain fatty acids,SCFAs）含量,然而其作用机制仍有待于进一步确定。因此,本研究采用TRPV1消融剂和无菌小鼠模型,探究TRPV1和肠道环境在辣椒素调节机体脂质代谢中的作用,进一步阐明辣椒素对高脂膳食体系调节血脂的作用机制。主要研究结果如下:（1）0.005%和0.01%剂量的辣椒素能有效降低高脂膳食Sprague-Dawley（SD）大鼠血浆甘油三酯和胆固醇浓度,改变肠道胆汁酸组成,利用液相色谱仪-质谱仪（Liquid chromatograph-mass spectrometer,LC-MS）分析辣椒素对高脂膳食喂养SD大鼠胆汁酸组成的影响,发现辣椒素可增加鹅去氧胆酸（Chenodeoxycholic acid,CDCA）、去氧胆酸（Deoxycholic acid,DCA）、β-鼠胆酸（β-Muricholic acid,β-MCA）和牛磺-β-鼠胆酸钠盐（Tauro-β-muricholic acid Sodium Salt,T-β-MCA）的水平,进而调节肠道法尼酯受体（Farnesoid X receptor,FXR）,抑制成纤维细胞生长因子（Fibroblast growth factor,Fgf）15表达,并促进肝脏胆固醇7α羟化酶（Cholesterol7α–hydroxylase,CYP7A1）的表达,最终抑制了甘油三酯（Triglycerides,TG）和总胆固醇（Total cholesterol,TC）在机体中的积累。（2）联合16S rRNA测序技术和LC-MS检测辣椒素对高脂膳食喂养的SD大鼠盲肠内容物中的肠道微生物和代谢产物的影响。结果显示,辣椒素使肠道中厚壁菌门相对丰度降低,拟杆菌门相对丰度增加,并促进如Akkermansia菌,拟杆菌S24-7（Bacteroidales＿S24-7,S24-7）等特定发酵菌群的相对丰度增加;然而,0.01%剂量的辣椒素会促进促炎微生物脱硫弧菌（Desulfovibrio）的生长。此外,肠道内容物中SCFAs、坎地沙坦、精氨酸等特定代谢产物的含量显著增加。上述这些微生物组成的变化促进了肠道短链脂肪酸的积累,从而对高脂饮食带来的脂质代谢异常进行调节。（3）为证实辣椒素降脂机制与肠道Akkermansia菌的关系,采用无菌小鼠作为实验模型饲喂辣椒素和移植Akkermansia菌,研究发现移植Akkermansia菌或辣椒素均可以降低高脂膳食无菌小鼠血脂水平,而Akkermansia菌和辣椒素联合作用效果更好。辣椒素可以通过TRPV1离子通道增加结肠黏液层的厚度,促进黏蛋白2（Mucin2,Muc2）和黏蛋白3（Mucin3,Muc3）基因的表达,从而增加了Muc2黏蛋白的分泌,为Akkermansia菌种提供了足够的碳氮源。这可能是辣椒素增加高脂膳食实验鼠肠道Akkermansia菌种丰度的原因之一。（4）为探究TRPV1在辣椒素降脂功效中的作用,采用树脂毒素（Resiniferatoxin,RTX）对无菌小鼠TRPV1离子通道进行消融后发现辣椒素即使在没有TRPV1离子通道和肠道微生物存在的情况下依然可以降低血液TG和低密度脂蛋白-胆固醇（Low-density lipoprotein,LDL-C）水平,增加高密度脂蛋白（Highdensity lipoprotein,HDL-C）,降低血浆内毒素（Lipopolysaccharide,LPS）和促炎因子白细胞介素（Interleukin,IL）-6水平,从而改善高脂饮食带来的血脂异常。辣椒素可以通过改变胆汁酸的组成,降低甘氨胆酸（Sodium Glycocholate Hydrate,GCA）,猪去氧胆酸（Ursodeoxycholic acid,UDCA）,甘氨鹅脱氧胆酸钠盐（Glycochenodeoxycholic acid Sodium Salt,GCDCA）浓度,进而从两个途径影响胆固醇的转化:胆汁酸组成的改变能影响结肠FXR表达,抑制结肠Fgf15的表达,促进了肝脏CYP7A1的表达,从而降低TC、TG。另外,胆汁酸组成的改变能促进肝脏过氧固醇7α-羟化酶（Oxysterol 7α-hydroxylase,CYP7B1）蛋白酶和结肠CYP7B1基因的表达,促进脂质向胆汁酸的转化,从而抑制脂肪累积。（5）为改善辣椒素对肠道环境的不利影响,研究了膳食纤维和辣椒素混合膳食对血脂和肠道微生态环境的影响。结果发现,辣椒素与膳食纤维联合可以更有效地降低TC和LDL-C,增加肠道微生物的β-多样性,增加了Allobaculum和Akkermansia等有益菌株的相对丰度,同时有效解决了0.01%剂量辣椒素使致病菌Desulfovibrio相对丰度增加的问题。此外,辣椒素与膳食纤维联合显著提高了大鼠盲肠粪便中短链脂肪酸水平,促进了精氨酸等代谢产物的积累。