论文部分内容阅读
近年来,高脂血症已经成为困扰全球的公共健康问题,严重影响了人们的身心健康及生活质量。目前,高脂血症治疗普遍采用的是他汀类药物,而长期服用这类降血脂药物会导致胃肠道不适、皮疹、肌痛以及肝脏转氨酶升高等。因此,通过食品营养组分干预因饮食引起的高脂血症已成食品营养领域新的研究热点。坛紫菜是福建省大规模养殖的重要经济海藻,而多糖是坛紫菜的主要活性成分之一。虽然目前已有研究表明坛紫菜多糖具有降血脂活性,能显著降低小鼠血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）和低密度脂蛋白（LDLC）。然而,坛紫菜粗多糖（PHP）的体内降血脂活性与结构之间的关系,以及其“肠-肝”轴降血脂机制的研究尚未见报道。因此,本研究以PHP为研究对象,研究PHP结构与降血脂作用的关系,通过饮食干预手段,研究其对金黄地鼠高脂血症的预防作用,并构建基于“肠-肝”轴的PHP-肠道菌群-肝脏脂类代谢物-肝脏基因的关系,揭示PHP对高脂饮食金黄地鼠降血脂的分子机制。研究结果如下:（1）以坛紫菜为原料提取PHP,采用DEAE-Sepharose-FF、Sephacryl S-400 HR柱和超滤对PHP进行分离纯化,对分离纯化后得到的组分采用FT-IR、SEC-MALLS-RI、GC-MS、1D NMR和2D NMR等技术对其结构进行表征。结果表明,PHP由2个组分（PHP0.5-1-UF和PHP1.0-1-UF）组成,其中,PHP0.5-1-UF由半乳糖组成,重均分子量为6.68×10~6（±3.17%）g/mol,硫酸根含量为6.93±0.05%,为硫酸半乳聚糖,其可能的结构单元为:→3)G4Sβ（1→3）G（1→6）G4Sα（1→4）LA（1→6）G4Sα（1→;PHP1.0-1-UF由甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成,重均分子量为1.14×10~6（±3.44%）g/mol,硫酸根含量为5.07±0.04%,被鉴定为一种新型的硫酸葡萄半乳聚糖,其可能的结构单元为:→4）Gα（1→6）G4Sβ（1→4）Glc(1→和侧链Man（1→6）Glc组成。（2）以金黄地鼠为实验动物,研究PHP对高脂饮食金黄地鼠的血脂指标、脏器指数和肝脏组织病理学特征的影响。结果表明,坛紫菜多糖能够显著抑制高脂饮食金黄地鼠体重、肝脏指数、肾脏指数、血液中TG、TC和LDLC的升高,且呈剂量-反应关系,特别是坛紫菜多糖中剂量组（MPHP）和高剂量组（HPHP）具有较好的降血脂作用。组织病理学观察结果表明,坛紫菜多糖可以缓解高脂饮食引起的金黄地鼠肝细胞损伤,特别是MPHP和HPHP对高脂饮食金黄地鼠肝脏有保护作用。Pearson相关性分析结果表明,血清TC和LDLC与总糖、硫酸根、甘露糖、葡萄糖和半乳糖含量成负相关,PHP的硫酸根、甘露糖、葡萄糖和半乳糖含量与降血脂活性密切相关。（3）通过16S r RNA测序,研究PHP对金黄地鼠结肠菌群多样性和结构组成的影响。结果表明,MPHP和HPHP能提高金黄地鼠结肠菌群的丰富度和多样性。金黄地鼠结肠门水平菌群以Firmicutes、Bacteroidota、Actinobacteriota和Desulfobacterota为主。MPHP能促进结肠产丁酸菌Blautia和norank＿f＿Christensenellaceae的增殖,HPHP能促进产丁酸菌Faecalibaculum和降血脂相关菌Rikenellaceae＿RC9＿gut＿group的增殖。MPHP和HPHP组金黄地鼠结肠内容物中丁酸含量显著高于模型组金黄地鼠（MC）。MPHP和HPHP可能通过产丁酸途径起到降血脂作用。（4）通过非靶脂质组学测定肝脏中脂类代谢物的变化情况,构建血脂与肝脏脂类代谢物、肠道菌群与脂类代谢物、短链脂肪酸（SCFAs）与脂类代谢物的关系。结果表明,金黄地鼠肝脏中脂类代谢物主要为鞘脂类、甘油酯类和甘油磷脂类。低剂量组（LPHP）金黄地鼠肝脏中存在大量的甘油三酯类代谢物。MPHP组金黄地鼠肝脏磷脂酰胆碱类代谢物的表达量受结肠丁酸的影响,MPHP通过上调磷脂酰胆碱类代谢物降低甘油三酯在肝脏堆积。而HPHP组金黄地鼠肝脏甘油三酯类代谢物的表达量受丁酸的影响,HPHP通过下调甘油三酯类代谢物降低甘油三酯在肝脏堆积。MPHP和HPHP均能有效抑制肝脏脂类代谢物甘油三酯的堆积。（5）研究PHP对金黄地鼠肝脏中SCFAs含量及肝脏基因表达的影响,结果表明,相比于MC,LPHP能下调肝脏脂肪细胞分化基因（Plin1）的表达,MPHP能下调肝脏脂肪降解（Abhd5）、脂肪生成（Me1）、脂肪酸转运（Fabp5）、脂肪酸合成（Fasn和Pnpla3）、脂肪酸链伸长（Elovl6）和糖异生调节（Pklr）基因的表达,HPHP能下调肝脏Abhd5和脂肪酸转运（Lpl）基因的表达,上调糖异生调节（Pck1）基因的表达。MPHP和HPHP金黄地鼠肝脏正丁酸含量显著高于MC正丁酸含量。PHP对高脂饮食金黄地鼠降血脂的“肠-肝”轴的分子机制表明,MPHP被结肠Blautia和norank＿f＿Christensenellaceae降解,促进丁酸在结肠生成,生成的丁酸通过外周循环进入肝脏,肝脏丁酸通过激活肝脏AMPK＿PPAR信号通路,抑制脂肪酸结合蛋白Fabp5、肝细胞内Fasn、细胞核内Me1以及脂肪链伸长Elovl6等靶点基因的表达,上调肝脏磷脂酰胆碱类代谢物的表达,抑制肝脏TG的堆积,从而起到降血脂的作用;HPHP对高脂饮食金黄地鼠降血脂的“肠-肝”轴的分子机制可能如下:HPHP被结肠Rikenellaceae＿RC9＿gut＿group和Faecalibaculum利用,促进丁酸在结肠生成,生成的丁酸通过外周循环进入肝脏,丁酸通过激活肝脏PPAR信号通路,抑制PPAR下游脂肪酸转运基因Lpl的表达,下调肝脏甘油三酯类代谢物的表达,抑制肝脏TG的堆积,从而起到降血脂的作用。