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非酒精性脂肪肝病(Non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)是高糖高脂饮食引发的慢性病,也是脂质代谢紊乱在肝脏的作用结果。肝脏作为人体最大的代谢器官,其脂质谢异常与活性氧自由基引起的氧化应激已成为动脉粥样硬化、糖尿病与肥胖等多种疾病的致病因素。此外NAFLD如果不及时干预,会逐渐进展成为脂肪性肝炎、肝纤维化和肝硬化。目前尚未批准任何NAFLD的靶向治疗药物。已有药物多是通过调节血脂及胰岛素敏感性等发挥作用,但具有一定的毒副作用。因此通过膳食预防NAFLD的发生发展既具有较强可行性,又具有重要的现实意义。黑大麦是一种高纤低糖低脂的有色全谷物,我们已有研究表明植物乳杆菌发酵黑大麦汁可以富集如γ-氨基丁酸与多酚。本研究在已有研究的基础上,首先利用基于UPLC-Q-TOF-MSE的组学技术明确植物乳杆菌发酵黑大麦汁的功能性植物化学成分改变;其次,利用高脂饮食诱导建立NAFLD大鼠模型,同时分别灌胃给予发酵黑大麦汁液体与乳酸菌(活菌数:1×108 CFU/m L)。通过检测大鼠肝脏病理形态、肝脏总脂肪含量、脂肪与肝组织的脂质(TG、TC和NEFA)、血清与肝组织的抗氧化指标(SOD、TBARS、CAT、GSH、和GSH-Px)、血清细胞因子,明确发酵黑大麦汁对NAFLD的干预效果;最后,利用16S r DNA测序检测发酵黑大麦汁对肠道菌群的影响;利用UPLC-Q-TOF-MSE技术检测大鼠血清和肝脏组织,通过非靶向代谢组学分析技术找出不同处理组别的大鼠差异代谢物,然后将搜索数据库鉴定的差异代谢物导入KEGG平台构建代谢通路,初步研究相应的作用分子机制。研究结果如下:(1)植物乳酸菌发酵可增加黑大麦有机酸类(苹果酸、琥珀酸和苯丙酸)、氨基酸类(丝氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、精氨酸和缬氨酸)和黄酮类(阿魏酸、儿茶素、原花青素和类黄酮)等成分。(2)与高脂组相比,发酵黑大麦汁干预后可显著降低大鼠体重,且与正常组接近;发酵黑大麦汁能极显著的下调:肝脏TG、TC、NEFA、总脂肪含量及脂肪组织的NEFA与TC水平(p<0.01)。效果优于乳酸菌单独干预组;组织形态结果也与正常组形态最接近。(3)高脂饮食可以显著降低血清SOD、GSH-Px水平,肝脏SOD、GSH、GSH-Px和CAT水平(p<0.01);显著升高肝脏与血清脂质过氧化物水平(p<0.05)。而发酵黑大麦汁干预组血清与肝脏组织SOD、GSH-Px显著上升,脂质过氧化物水平显著下降(p<0.05)。发酵黑大麦汁干预组大鼠血清TGF-β1与正常组无显著差别(p>0.05)。(4)16S r DNA测序结果显示,高脂饮食能显著降低菌群组成多样性(p<0.05),增加了厚壁菌门/拟杆菌门比值。但发酵黑大麦汁干预组菌群组成多样性与正常组无统计学差异(p>0.05),且厚壁菌门/拟杆菌门比值有效降低,肠道益生菌Akkermensia、具有短链脂肪酸合成能力的布劳特氏菌属和瘤胃球菌属相对丰度显著增加(p>0.05),多糖合成代谢基因丰度也相应提升。(5)大鼠血清代谢物筛选出23种差异代谢物,主要包括磷脂酰胆碱(16:1(9Z)/20:4(8Z,11Z,14Z,17Z)、15:0/18:1(11Z)、18:2(9Z,12Z)/18:2(9Z,12Z)、16:0/20:3(8Z,11Z,14Z)),溶血卵磷脂(18:0、15:0、22:6(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z))鞘氨醇,γ-亚油酸与DHA等。发酵黑大麦汁干预后通过下调了鞘脂代谢途径中的鞘氨醇与上调甘油磷脂代谢途径中的磷脂酰胆碱的相对离子强度减轻肝脏脂肪变性程度。(6)大鼠肝脏代谢物筛选出34种差异代谢物,主要包括磷脂酰胆碱((18:0/18:4(6Z,9Z,12Z,15Z)、20:5(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)/20:3(8Z,11Z,14Z)、22:6(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z)/16:1(9Z)、20:4(5Z,8Z,11Z,14Z)/16:1(9Z)、20:4(5Z,8Z,11Z,14Z)/22:6(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z,19Z))、磷脂酰乙醇胺(18:1(9Z)/0:0、16:0/0:0、18:0/18:1(9Z)、18:1(9Z)/16:0、20:2(11Z,14Z)/18:1(11Z)、16:0/18:2(9Z,12Z))、谷胱甘肽、尿嘧啶、烟酰胺和亚油酸等。发酵黑大麦汁可以通过提高甘油磷脂代谢路径的磷脂酰胆碱/磷脂酰乙醇胺比率,抑制胰岛素抵抗;提高谷胱甘肽代谢路径的谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽比率缓解肝组织氧化应激来预防NAFLD的发生。此外,在上述差异代谢物,磷脂酰乙醇、棕榈酸和亚油酸与肝脏TG蓄积呈正相关;谷胱甘肽、烟酰胺和牛磺胆酸呈负相关。结论:植物乳杆菌发酵黑大麦汁能通过降低肝组织与脂肪组织的脂质蓄积、升高血清与肝组织的抗氧化活性、调节大鼠肠道菌群紊乱,纠正血清与肝脏甘油磷脂代谢异常来发挥NAFLD的预防作用。