辛弗林对高脂饮食大鼠肠道菌群及粪便代谢组的影响

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辛弗林是一种生物碱,是枳实中的一种重要活性成分,广泛应用于医药、食品等行业,用于体重管理、运动表现和能量控制。已有多项研究表明,辛弗林在体内可通过多种机制发挥作用,包括与调节脂质和碳水化合物代谢的β-3肾上腺素受体、NMUR2s和AMP活化蛋白激酶、c AMP和Ca2+依赖机制的结合等。本研究通过16S r DNA高通量测序技术和非靶向代谢组学技术,从肠道菌群菌群及粪便代谢产物两个角度探讨辛弗林对高脂饮食大鼠的生理生化影响,为进一步探讨辛弗林减肥降脂作用机制提供新思路。首先采用为期10周的高脂饮食干预方法建立肥胖模型,将高脂饮食大鼠随机分为模型组、辛弗林低剂量组、辛弗林中剂量组、辛弗林高剂量组和阳性对照组(奥利司他),正常组一直给予普通饲料。记录大鼠每周的摄食量和体重,并收集一次粪便,灌胃10周后采集样品进行血清生化指标检测、组织病理学观察、肠道菌群分析及非靶向代谢组学分析。主要结果如下:(1)辛弗林可以显著减缓高脂饮食大鼠的体重增长。在血脂水平,降低血清总胆固醇(Serum total cholesterol,TC)水平,升高高密度脂蛋白(High-density lipoprotein,HDL)水平,并改善其血脂代谢异常问题;在激素水平,可改善高脂饮食大鼠的血清激素水平,升高血清脂联素(ADP)水平,降低血清的瘦素(Leptin)和游离脂肪酸(FFA)水平;能够减缓长期高脂饮食所引起的脂质在肝脏堆积,改善肝损伤以及体内脂肪的堆积。(2)物种Venn图显示,辛弗林中剂量组能够提高肠道菌群的物种丰度,使肠道菌群的OTU数目增多;α多样性分析表明,辛弗林能够改善高脂饮食大鼠肠道菌群的α多样性,但辛弗林不同剂量组之间并无显著性差异;经过β多样性分析后表明模型组和辛弗林不同剂量组之间虽有群落组成具有一定的相似性,但辛弗林干预使高脂饮食大鼠的肠道菌群组成发生了一定程度的改变;在门水平上,辛弗林对高脂饮食大鼠肠道菌群不同菌门的丰度比例会因为灌胃时间和剂量有着不同的影响,辛弗林中剂量组的F/B值降低最明显;在属水平上,辛弗林干预后,大鼠肠道的有益菌如毛螺菌属(Lachnospira)、糖代谢相关的乳杆菌属(Lactobacillus)、布劳特氏菌(Blautia)以及脂代谢相关的真杆菌属成员[Eubacterium]_coprostanoligenes_group都有一定的增加,有害菌如对糖代谢有着潜在不良影响的罗姆布茨菌(Romboutsia)有一定程度的减少。(3)非靶向代谢组学数据表明丝氨异亮氨酸、N8-乙酰亚精胺、青蒿琥酯是与辛弗林密切相关的差异代谢物;4,11,13,15-四氢日登内酯B、缬草萜醇酸、二十二碳六烯酸、24-脱氢维生素D3、环己-2-烯酮、间甲酚、灵赤酸B、羟基布洛芬、甲基(3b,11x)-3-羟基-8-氧基-6-佛术烯-12-酸酯、12-氧代-5E,8E,10Z-十二碳三烯酸、7-表茉莉酸、羟基-3-甲氧基-2,10-二苯并二烯-9-酮、5-戊基-2-呋喃庚酸等是与喂养时间密切相关的差异代谢物;辛弗林通过影响氨酰基-t RNA的生物合成、矿物质吸收、苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸的生物合成、蛋白质消化吸收和嘌呤代谢等与生物能量和物质代谢密切相关的过程以及调节体内激素合成和作用过程实现其生理功能。本研究发现辛弗林可以有效调节高脂饮食造成的肠道菌群结构失调,也能够通过影响与生物的能量和物质代谢密切相关的一些代谢通路来实现其减肥降脂的作用。
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