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高脂血症(hyperlipidemia)是一种体内血脂代谢紊乱,导致血清中胆固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三酯(Total triglyceride,TG)或低密度脂蛋白胆固醇(Low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)等脂类异常升高的疾病。我国成人血脂调查显示目前血脂异常发病率为40.4%,且逐年增加。血中胆固醇的异常升高能造成血管腔壁血脂沉淀,血管狭窄闭塞,动脉硬化等病理现象,是心脑血管病的重要诱因。目前降血脂的药物以他汀类为主,但存在肝肾毒性,横纹肌溶解等副作用,因此,开发新的降脂药物十分必要。蒙药五味清浊散(Wuwei Qingzhuo San,WQS)为2020版《中华人民共和国药典》(一部)收载的蒙古族验方,蒙古名为“通拉嘎-5”,由石榴、红花、豆蔻、肉桂和荜茇等五味药组成,具有开郁消食,暖胃等功效;该方具有“清浊生华”的作用以及“复原精微”的特点,现代临床研究发现其能治疗消化不良、腹泻和高血脂症等疾病,尤其对饮食不节引起的血脂异常有良好的治疗效果,但其具体作用机制不明,因此,本研究通过建立高脂血症小鼠模型,探究WQS对小鼠肝代谢的影响、对肠道微环境的干预作用,揭示WQS调节肠道菌群降胆固醇的作用机制。具体研究内容分为以下三个部分:第一部分WQS防治小鼠高脂血症的药效学研究及对肝代谢的影响目的:评价WQS对小鼠高脂血症的防治作用,观察WQS干预对小鼠肝内源性代谢的影响方法:40只C57BL/6J雄性小鼠按照体重均衡随机分为5组,每组8只;除对照组(Control)给予正常维持饲料外,其余组小鼠给予高胆固醇饲料干预2周,测定血脂四项后对造模小鼠重新分组为模型组(Model,0.1%羧甲基纤维素钠溶液),辛伐他汀组(ST,5mg/kg/day),五味清浊散低剂量组(WQL,0.598g/kg/day),五味清浊散高剂量组(WQH,3.588 g/kg/day),给药10周,每周测定体重和摄食量,实验结束后麻醉,取血检测小鼠血脂水平,取肝脏测定肝功及肝氧化还原水平,H&E染色检测主要脏器病理形态;另采用UPLC-Q/TOF-MS代谢组学技术结合生物信息学分析观察给药后小鼠肝脏代谢轮廓改变,最后使用UPLC-MS/MS靶向代谢组学技术探索血清胆汁酸种类与数量变化情况。结果:1.降脂药效成功建立高脂血症小鼠模型,与Model小鼠比,WQS干预后小鼠血清TC、TG和LDL-C含量显著性降低(P<0.01),肝脏TC和TG含量下降(P<0.05);肝脂滴积累减少,形态改善;肝功指标MDA显著下降(P<0.01),心、肺、肾、脑未见明显病理性异常。2.肝代谢轮廓分析基于正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)多元统计显示Control组、Model组和WQS干预组小鼠存在明显的代谢差异趋势,经过重要性投影变量(VIP)值和单变量分析p<0.05的标准筛选发现,与Model组比,WQS组34个代谢物下调,9个代谢物上调,主要包括胆汁酸、有机酸及其衍生物、酰基肉碱等内源性小分子,结合多数据库分析得到胆汁酸为WQS降脂的关键性差异代谢物。3.血清胆汁酸谱变化小鼠血清胆汁酸测定得到14种胆汁酸,包括了 7种初级胆汁酸,7种次级胆汁酸,筛选半数检出值以上的胆汁酸共有9种,分别是胆酸(CA)、β-鼠胆酸(β-MCA)、牛磺-β-鼠胆酸(T-β-MCA)、牛磺熊脱氧胆酸(TUDCA)、牛磺胆酸(TCA)、牛磺鹅脱氧胆酸(TCDCA)、牛磺猪脱氧胆酸(THDCA)、别胆酸(ACA)和脱氧胆酸(DCA),其中,与模型组比,WQS组小鼠血清TUDCA显著性升高(P<0.01)ACA降低(P<0.05)。结论:WQS能够有效降低高脂小鼠血清和肝脏脂质水平,改善肝功且无毒副作用;其降脂作用与影响肝脏胆汁酸代谢有关,TUDCA为WQS降小鼠胆固醇作用的关键性胆汁酸。第二部分WQS对高脂小鼠肠道菌群的调控作用目的:探索WQS干预高脂小鼠后肠道菌群变化,分析WQS调控肠道菌群与胆汁酸代谢的关联性方法:收集Control、Model及WQS组小鼠盲肠内容物,利用Illumina NovaSeq高通量测序技术进行16S r DNA基因测序,结合多变量统计学方法和物种注释,进行Alpha多样性分析,Beta多样性分析及LEfSe差异物种分析,获得小鼠肠道菌群在不同水平上的种类与数量的改变,菌群多样性变化特征,根据Lefse分析结果中LDA>2,P<0.05的筛选标准寻找Model小鼠与WQS干预后小鼠之间显著性差异物种。结果:与Control小鼠比,Model组小鼠盲肠内容物菌群多样性和丰富度下降,厚壁菌门(Firmicutes)/拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度比值显著性上升,在WQS干预后出现显著性回调;Beta多样性分析发现三组之间菌群结构存在明显差异,在门水平,高脂小鼠菌群中破坏肠道屏障、促炎、产生LPS的条件致病菌 Ruminococcus torques group、Lachnoclostridium 和Anaerotruncus 等 13 个菌门丰度显著增加,而WQS干预组菌落以有利于纠正糖脂代谢紊乱的益生菌Bilophila、Roseburia及Ruminiclostridium等21个菌门为优势物种;其中在门水平,TUDCA 与 Firmicutes 呈正相关(P<0.01),与 Bacteroidetes 呈负相关(P<0.01)。结论:WQS可改善高脂饮食带来的肠道菌群紊乱,通过提高Firmicutes/Bacteroidetes丰度比值影响内源性TUDCA代谢。第三部分WQS调节FXR-PPARα-Cyp7A1途径降小鼠胆固醇的作用机制研究目的:明确WQS干预后小鼠肝脏蛋白通路的变化,进一步探索WQS降脂的作用机制方法:收集Control、Model和WQS组小鼠肝脏,使用非标记DIA蛋白质组学方法对小鼠肝脏蛋白质组表达差异进行测定分析,对差异蛋白进行Gene Ontology(GO)注释、Kyoto Encyclopedia of Gene and Genomes(KEGG)和Reactome通路富集分析,PPI蛋白网络互作,确认与降脂密切相关的通路,再采用 RT-PCR、IHC、IF 和 Western blot 法测定 FXR-PPARα-Cyp7Al 通路节点的基因和蛋白的表达。结果:1.肝蛋白组改变高脂小鼠经过WQS干预10周后肝脏有123个蛋白上调,148个蛋白下调,经多数据库注释分析后发现机体代谢主要集中于碳代谢、糖代谢、胆固醇代谢、和蛋白转运等过程,筛选PPAR signaling pathway为WQS降脂的关键调节通路;2.FXR-PPARα-Cyp7A1 通路与Model组比,WQS组小鼠肝脏CD36、PPARα和FXR mRNA表达下调且具有统计学差异(P<0.05;P<0.05;P<0.01),肝脏Cyp7A1酶原位蛋白表达显著性上调(P<0.01),Western blot实验显示经过WQS干预后,小鼠肝脏FXR蛋白表达上升(P<0.05),PPARα表达升高(P<0.05),Cyp7A1酶活性上升(P<0.01)。结论:WQS可通过调控FXR-PPARα-Cyp7A1途径影响胆固醇代谢。小结:WQS具有较好的防治小鼠高脂血症的作用,其药效机制可能是:高脂小鼠经WQS干预后,肠道菌群结构改变,厚壁菌门/拟杆菌门丰度比例升高,使得TUDCA水平上调,激活肝脏FXR,诱导PPARα表达进而上调下游Cyp7A1酶活性,促进血浆多余胆固醇向胆汁酸转化排出体外。