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关键词:AKK菌、AKK菌格林汁


脂肪肝病是全球最常见的肝病。在美国约有25%的成人在非过量饮酒的情况下患脂肪肝,这种情况称为非酒精性脂肪肝病。非酒精性脂肪性肝炎是代谢综合征的肝脏相关表现,而代谢综合征是常伴内脏型肥胖的机体系统性能量代谢稳态失衡。非酒精性脂肪性肝炎与超重或肥胖以及代谢综合征密切相关。

对包含涉及22个国家、超过850万人的不同研究的一项分析表明,80%以上的非酒精性脂肪性肝炎患者处于超重或肥胖状态,其中72%血脂异常,44%的患者被诊断为2型糖尿病。缓解和预防非酒精脂肪肝迫在眉睫,找到缓解血脂等相关指标,成为科学研究的关注领域。

肠道微生物群影响宿主对肥胖、肝脂肪变性、非酒精性脂肪性肝炎、肝纤维化和原发性肝癌的易感性。另一方面,宿主因素(例如,饮食组成、肥胖、进食频率和睡眠-觉醒周期)影响肠道微生物群。

从肠道微生物中的新型菌种AKK菌入手,科学家们把研究关注点放在影响非酒精性脂肪肝的指标因素上。


研究结论:

通过靶向提升小鼠肠道内的Akk菌,发现其结肠中杯状细胞的数量显着增加,对小鼠的肝脏炎症和脂肪变性进行评估的结果表明,Akk菌丰度提升后小鼠的血清丙氨酸转氨酶(ALT)和碱性磷酸酶(ALP)以及肝甘油三酸酯(TB)等肝功能指标水平均被改善,全身性炎症也得到明显减轻,脂肪酸水平恢复正常,大大改善了人造甜味剂NAS诱导的非酒精性脂肪性肝病NAFLD发生。

 

研究背景:

全世界都常用糖精、三氯蔗糖、阿斯巴甜等人造甜味剂(NAS)添加到饮料和食物中,为了检测NAS是否会影响人体健康,分别给小鼠喂食了新橙皮苷二氢查尔酮(NHDC,从柑、橘中提取的天然甜味剂)、糖精和三氯蔗糖,之后对其身体各指标进行了检查,结果发现,糖精和三氯蔗糖的连续摄入会促进小鼠发生非酒精性脂肪性肝病(NAFLD),其血清中肝功能相关指标丙氨酸转氨酶(ALT)和碱性磷酸酶(ALP)以及肝甘油三酸酯(TB)水平显着升高,全身性炎症水平和肠道通透性与肠屏障功能密切相关的标志物也显著增加。此外,还观察到糖精和三氯蔗糖的摄入提高了小鼠肝脏中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸及多不饱和脂肪酸水平,诱导肝脏中的脂质蓄积。而NHDC的摄入对小鼠这一系列的影响很小。

同时考虑到NAS摄入后会接触肠道,宏基因组测序检测了NAS对肠道菌群组成的影响,结果表明糖精和三氯蔗糖显著改变了肠道微生物群落结构,小鼠的盲肠内变形菌门和放线菌门细菌水平增加,而维持肠道粘膜屏障的益生菌Akk菌丰度显著降低,促使菌群的LPS生物合成也表现出显着升高。而NHDC的摄入对肠道微生物无显着影响,与对照无异。



图1 (左) 糖精和三氯蔗糖的摄入引起全身炎症和NAFLD。(A)对照、NHDC、糖精、和三氯蔗糖处理组的肝脏H&E染色的微观图像 (400倍),箭头表示炎症细胞入侵;(B-D)ALT、ALP、总胆汁酸的血清临床生物化学分析;(E) 肝内甘油三酯水平;(F)肠道渗透性标记,包括血清中的可溶性 CD14 和 回肠中Ptprh mRNA 水平;(G) 血清中的LPS浓度;(H) 血清中IL-6浓度;(H和J)小鼠中Il-6和Tnf-a mRNA的肝水平;(K)肝油红O染色的组织学评估;箭头表示脂肪液滴;(L 和 M)小鼠的肝脏和血清中脂肪酸成分的量化。Data are means 6 SD (n = 10 per group). *, P , 0.05; **, P , 0.01; ***, P , 0.001. Scale bars in panels A and K, 50mm.

图2(右)糖精和三氯蔗糖处理降低了小鼠的Akk菌丰度,改变肠道微生物群落结构


对摄入NAS后小鼠身体中的代谢产物也进行了靶向分析,发现摄入糖精和三氯蔗糖后,小鼠体内参与免疫细胞分化、肠道功能和炎症等多种生物学过程的芳香烃受体(AhR)的激动剂水平显著减少,尤其是来源于肠道微生物的AhR激动剂吲哚类物质。相应的,结肠内AHR也表现出明显耗竭。进一步分析显示,微生物来源的AhR激动剂的减少与Akk菌属丰度的减少紧密相关。


图3 (左) 糖精和三氯蔗糖处理后小鼠的微生物源性 AHR 配体受损


图4 (右) 肠道微生物群与色氨酸代谢产生的微生物源性代谢物之间的相关性分析

 

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