Nature comm：靈芝可調節腸道菌群改善肥胖

最新 01-14

文獻ID：

發表期刊：Naturecommunication

發表時間：2015-07-23

影響因子：12.124

作者及單位：Chih-JungChang，賴信志等；長庚大學；

關鍵詞：靈芝，腸道菌群，糞便移植

導讀：

科學假設

靈芝或許可以作為一種益生元，來調節肥胖人群腸道菌群失調及肥胖相關代謝疾病。

研究方案

背景介紹

腸道菌群失調會誘發多種疾病，如肥胖，這一過程的發生可能與炎症有關。研究表明腸道菌群中厚壁菌門／擬桿菌門的比例增加會導致小鼠肥胖的發生。而遺傳或環境導致的肥胖使腸道菌群失調從而損害腸粘膜的完整性，革蘭氏陰性細菌脂多糖(LPS)進而會進入血液中導致炎症以及胰島素抵抗的發生，目前有用抗生素或者益生元治療肥胖的方法。益生元是指能夠不被消化而完整進入腸道菌群環境、可被共生菌利用而增加共生菌數量和活力、並利於人體健康的物質，主要通過改善腸道菌群及腸道結構來發揮作用。有報導靈芝提取物可以抑制脂肪分化，降低血糖等功能。本篇文章就研究了靈芝作為益生元在代謝及腸道菌群中的作用。

主要內容

靈芝水提物對高脂小鼠代謝與腸道菌群的影響

1.改善高脂小鼠相關代謝指標

利用高脂飼料餵養八周建立肥胖小鼠模型，同時施加不同濃度的靈芝水提物，通過HE染色，油紅染色，QPCR及WB等方法研究了體重，炎症，脂肪生成，胰島素抵抗等代謝指標，結果發現：

1WEGL對肥胖影響

1.1 減輕高脂小鼠體重及脂肪的累積

與普通飼料餵養小鼠比較，高脂餵養後小鼠體重增加，附睾脂肪和腹股溝脂肪脂滴增大，肝臟重量增加，肝臟脂質增多。靈芝水提物使上述現象得到緩解，其中8%（W/V）WEGL效果最佳（圖1）。該文章後續檢測了肝臟和脂肪組織中脂肪生成基因的表達以及血清中的遊離脂肪酸（FFA）的水平，發現靈芝水提物可以降低高脂小鼠中脂肪生成基因以及FFA的含量，從而證明其機制或許是通過抑制脂肪基因的表達以及降低血清中FFA的含量來減少高脂小鼠中脂肪的累積。

1.2 降低高脂小鼠肝臟和脂肪組織的炎症因子表達

高脂餵養小鼠促炎因子TNF-a,IL-1b, IL-6 andPAI-1在肝臟和脂肪組織中表達升高，而抗炎因子IL-10表達減少。靈芝水提物干預後這些炎症指標基本恢復到普通飼料餵養小鼠水平。

1.3 減輕內毒素血症及胰島素抵抗現象

高脂餵養小鼠中內毒素血症和TRL4通路可以通過調節炎症因子的表達引起慢性炎症和胰島素抵抗。檢測發現干預後，高脂小鼠血清中LPS濃度減少，而高脂小鼠中TRL4相關信號通路指標基本恢復至正常飼料餵養水平，且干預後降低了高脂小鼠空腹血糖胰島素水平以及緩解了葡萄糖和胰島素抵抗。以上的結果均表明靈芝水提物可以減少內毒素血症（LPS）以及減輕胰島素抵抗現象。

圖3WEGL對血清LPS水平及胰島素抵抗相關指標的影響

2. 改善高脂小鼠腸道菌群結構

圖4WEGL改變高脂小鼠腸道菌群結構

利用16SrDNA測序（V3-V5區）的對各組糞便進行分析研究WEGL對腸道菌群結構的影響。基於UniFrac的主成分分析（PCoA）揭示了每個處理組微生物組成的明顯聚集（圖4a）發現正常飼料餵養和正常飼料餵養＋8%WEGL之間微生物群有明顯的差異，這一現象也發生在高脂餵養組和高脂餵養＋4%／8%WEGL組（圖4b）；4%和8%WEGL高脂處理組降低了厚壁菌門／擬桿菌門的比例，並且使高脂小鼠中變形菌門含量降低到正常飼料餵養小鼠水平（圖4c）；

利用冗餘分析（RDA）鑒定高脂組和靈芝水提物處理組改變的細菌種類，發現與高脂組對比，處理組中91個OTU顯著改變，其中8%WEGL處理組30個OTU顯著改變，由此證明8%WEGL處理是調節腸道菌群最有效的方法,發現:在HFD中增加的與肥胖相關的菌類,如:Mucispirilumshaedleri, Escherichia fergusonii, Enterococcus spp. 38, Lactococcus, Oscillibactervalericigenes,全部得到逆轉, 增加了與肥胖負相關的菌類Parabacteroidesgoldsteinii, Bacteroidesspp., Anaerotruncus colihominis, Roseburiahominis, Clostridium methylpentosum (Clostridium IV), Clostridium XIVa, Eubacterium coprostanoligenes)（圖4d e）。

以上所有結果證明了靈芝水提物可以改變高脂小鼠中腸道菌群的組成。此外文章中通過檢測與腸屏障功能相關的因子zonulaoccludens-1 (ZO-1) 和occludin基因及蛋白的表達，發現靈芝水提物有助於維持高脂小鼠中腸屏障功能的完整性。

通過糞便移植研究靈芝水提物對肥胖及腸道菌群的作用

為了研究經過靈芝水提物處理的小鼠腸道菌群是否能夠改善高脂小鼠的癥狀，將處理的小鼠糞便移植至高脂小鼠進行了一系列的研究，按照以下方式進行糞便移植，ChowHFD，8%WEGL (Chow)HFD,8%WEGL(HFD)HFD,HFDHFD（前面的研究證實8%的處理組是最有效改善高脂小鼠腸道菌群的處理方式，所以這部分研究只移植了8%WEGL處理組小鼠糞便）。這部分與第一部分研究內容基本一致，不再贅述。總體概括為經過靈芝水提物處理的糞便移植到高脂小鼠後，使小鼠的代謝指標以及腸道菌群的組成基本恢復到了正常飼料餵養小鼠組水平。

三、靈芝水提物高分子量多糖對肥胖起作用

為了進一步確定靈芝水提物哪些活性成分對抵抗肥胖的作用，按照分子量大小提取了菌絲體四種成分（G1,G2, G3 和G4）（表1）通過對小鼠體重，脂肪重量，肝臟質量的檢測發現G1和8％處理組在高脂小鼠中發揮的作用一致，從而證明或許是靈芝水提物的高分子多糖物質在干預肥胖中發揮了關鍵的作用。

表1靈芝水提物分離多糖亞組分分子量分析

本研究亮點

首次揭示了靈芝可以通過改變腸道菌群結構以及維持腸屏障的完整性來改善高脂形成的肥胖以及炎症，並且發現靈芝中高分子多糖發揮了這一作用。

小編的思考

1.只通過幾個指標來說明腸屏障功能完整性是否太片面？是否應該增加病理切片的證據？

2.靈芝水提物除了通過腸道菌群來調節高脂小鼠肥胖及炎症，是否還有其他機制值得進一步研究。

3.文章中對16RsDNA測序進行了系統的介紹，以及將腸道菌群與代謝相聯繫起來，對於初學者具有一定的參考意義，或許宏基因組學方法有助於進一步了解腸道菌群起作用之機制，多糖組分是否進一步參與腸道菌群的代謝過程並發揮藥效仍待研究。

文獻來源：

doi:10.1038/ncomms8489.ChangC J, Lin C S, Lu C C, et al. Corrigendum: Ganoderma lucidum reducesobesity in mice by modulating the composition of the gutmicrobiota[J]. Nature Communications, 2015, 6:7489.

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