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第一章抗性淀粉对非酒精性脂肪肝病小鼠的作用及菌群改变目的:探讨抗性淀粉(Resistant starch,RS)对非酒精性脂肪肝病(Non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)小鼠的作用和肠道菌群改变情况。方法:通过高脂饮食16周建立NAFLD小鼠模型,分别给予CD(Control diet)组和HFD(High fat diet)组小鼠喂养RS 4周,收集小鼠摄取热量、体重、肝重、肝指数指标,观察肝脏组织形态学改变情况并进行非酒精性脂肪性肝病活动度评分(Non-alcoholic fatty liver discase activity score,NAS)评分,检测血清谷丙转氨酶(Alanine transaminase,ALT)、谷草转氨酶(Aspartate aminotransferase,AST)、总胆固醇(Total cholesterol,TC)、甘油三酯(Triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(High-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(Low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、空腹血糖(Fasting plasma glucose,FBG)、空腹胰岛素(Fasting insulin,FINs)含量,计算胰岛素抵抗指数(Homeostasis model assessment for insulin resistance,HOMA-IR),对盲肠内容物进行16s扩增子测序分析肠道菌群的结构。结果:(1)与HFD组比,HFD+RS组小鼠体重、肝重、肝指数下降,摄取热量无明显差异,肝细胞脂肪变性减轻,NAS评分和肝细胞脂肪变评分下降,血清ALT、TG、TC、LDLC、FBG、FINS、HOMA-IR水平下降。(2)与HFD组比,HFD+RS组小鼠肠道菌群alpha多样性升高,物种组成改变,Firmicutes/Bacteroidetes(F/B)比值下降,阿克曼氏菌(Akkermansia)含量升高,LEf Se分析提示与CD组比,Akkermansia在HFD组下降,HFD+RS组中升高,Akkermansia可作为NAFLD小鼠的生物标记物。结论:RS可改善NAFLD小鼠肝细胞脂肪变性,降低其血脂、血糖水平和减轻胰岛素抵抗,提高肠道菌群多样性,Akkermansia作为NAFLD小鼠的生物标记物在RS干预后显著升高。第二章RS和(或)Akkermansia对NAFLD小鼠的作用及菌群改变目的:探讨RS和(或)Akkermansia对NAFLD小鼠的改善作用及肠道菌群改变情况。方法:通过高脂饮食16周建立NAFLD小鼠模型,分别给予RS、Akkermansia活菌(live Akkermansia,LAKK)、Akkermansia灭活菌(pasteurized Akkermansia,p AKK)、Akkermansia培养上清、RS联合Akkermansia活菌干预NAFLD小鼠4周,收集小鼠摄取热量、体重、肝重、肝指数指标,观察肝脏组织形态学改变情况,检测ALT、AST、TC、TG、HDLC、LDL-C、FBG、FINs含量,计算HOMA-IR,对盲肠内容物进行16s扩增子测序分析肠道菌群的结构。结果:(1)与HFD组比,HFD+RS组小鼠体重、肝重、肝指数下降,肝脏脂肪变性明显改善,NAS评分和肝细胞脂肪变评分下降;血清ALT、TC、TG、LDL-C、FBG、FINS、HOMAIR水平下降;肠道菌群alpha多样性升高,肠道F/B比值降低,Akkermansia丰度升高。(2)与HFD组比,HFD+LAKK组小鼠体重、肝重、肝指数下降,肝脏脂肪变性明显改善,NAS评分和肝细胞脂肪变评分下降;血清TC、TG、LDL-C、FBG、FINS、HOMAIR水平下降,HDL-C升高;肠道菌群alpha多样性升高,肠道F/B比值降低,Akkermansia丰度升高。(3)与HFD组比,HFD+p AKK组小鼠体重、肝重、肝指数下降,血清FBG、FINS、HOMA-IR水平下降;肠道菌群alpha多样性下降,HFD+p AKK组和HFD组小鼠菌群出现类似的聚集现象;肠道F/B比值升高,Akkermansia丰度下降。肝脏脂肪变性无明显改善,NAS评分和肝细胞脂肪变评分、血清TC、TG、LDL-C水平无明显差异。(4)与HFD组比,HFD+supernatant组小鼠体重、肝重、肝指数下降;血清FBG、FINS、HOMA-IR水平下降;肠道菌群alpha多样性升高,肠道F/B比值降低;肝脏脂肪变性无明显改善,NAS评分、肝细胞脂肪变评分、血清TC、TG、LDL-C水平、Akkermansia丰度无明显差异。(5)与HFD组比,HFD+RS+LAKK组小鼠体重、肝重、肝指数下降,肝脏脂肪变性明显改善,NAS评分和肝细胞脂肪变评分下降;血清ALT、TC、TG、LDL-C、FBG、FINS、HOMA-IR水平下降;肠道菌群alpha多样性升高,F/B比值降低,Akkermansia丰度升高。与HFD+RS组比,HFD+RS+LAKK组小鼠肝重、肝指数降低;NAS评分和肝细胞脂肪变评分下降;血清TC、TG、LDL-C、FINS、HOMA-IR水平下降。与HFD+LAKK组比,HFD+RS+LAKK组小鼠肝重、肝指数降低;NAS评分下降;血清ALT、TC、TG水平下降,HDL-C升高。HFD+RS组、HFD+LAKK组和HFD+RS+LAKK组小鼠肠道菌群出现类似聚集现象。结论:RS、Akkermansia活菌单独或联合干预对NAFLD小鼠可以减轻肝细胞脂肪变性,降低血脂、血糖水平,改善胰岛素抵抗,升高肠道菌群alpha多样性和肠道Akkermansia丰度,具有治疗NAFLD作用,其中RS联合Akkermansia活菌干预治疗效果更好。第三章RS和(或)Akkermansia活菌治疗NAFLD小鼠的机制目的:探究RS和(或)Akkermansia活菌治疗NAFLD小鼠的机制并进行验证。方法:通过气相色谱-质谱联用仪(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)检测HFD组、HFD+RS组、HFD+LAKK组、HFD+RS+LAKK组小鼠门脉血清短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFA)含量,通过WGCNA分析将丙酸与肠道菌群进行关联分析,获得与丙酸关联的细菌模块并对其进行聚类以及使用PICRUSt2对其进行功能预测分析;通过转录组学检测小鼠肝组织相关基因表达的情况。通过多组相关分析研究RS和(或)Akkermansia活菌干预NAFLD小鼠的作用机制。通过实时定量PCR(Quantitative real-time PCR,q PCR)验证IRS-1、PI3K、AKT1、AKT2、GSK-3β的m RNA相对水平,通过Western blot进行验证AKT、p-AKT和PI3K的变化;使用丙酸干预油酸和棕榈酸诱导的LO2细胞模型探索丙酸对NAFLD细胞模型的作用并通过q PCR、WB实验探究上述基因变化。结果:(1)与HFD组相比,HFD+RS组、HFD+RS+LAKK组血清丙酸水平升高,戊酸水平下降;将丙酸和戊酸与细菌进行相关性分析发现40个细菌与门脉血清丙酸水平呈正相关,;对上述细菌进行功能预测发现与能量代谢、脂质代谢等关联.(2)小鼠肝脏组织与高脂饮食、RS、LAKK干预、血脂、血糖、胰岛素抵抗等大体表型关联的基因通过KEGG富集提示NAFLD通路、PI3K-AKT通路基因富集,q PCR结果显示,与HFD组比,HFD+RS+LAKK组肝脏的IRS-1、PI3K、AKT1、AKT2的m RNA相对水平升高,GSK-3β的m RNA相对水平下降,Western blot结果显示与HFD组比,HFD+RS+LAKK组肝脏p-AKT和PI3K蛋白表达上调。(3)使用丙酸干预油酸和棕榈酸诱导的LO2细胞模型结果提示,与模型组比,丙酸组细胞质内脂滴明显减少,TG含量减少。与模型组比,丙酸组的IRS-1、PI3K、AKT1、AKT2的m RNA水平升高,GSK-3β的m RNA转录水平下降,PI3K和p-AKT蛋白表达上调。结论:RS以及RS和Akkermansia活菌联合干预后NAFLD小鼠血清丙酸含量升高,与丙酸含量正相关的细菌与脂质代谢功能有关;HFD+RS+LAKK组小鼠PI3K/AKT通路抑制状态被改善;丙酸可以改善NAFLD细胞模型的脂肪变性,减少TG蓄积,丙酸干预后PI3K/AKT通路抑制状态被改善。