摘要
目的:本实验通过肠道菌群和非靶向代谢组学的方法，探讨藜麦皂苷对高脂饮食诱导的高脂血症模型的降脂作用及其机理。 方法:雄性SD大鼠适应性喂养一周后，分成体重无差异性的2组:正常对照组(NC,n=6)、高脂饮食组(HFD,n=36),2周后，剔除高脂饲料不耐受、体重不升的大鼠。NC组予持续实验动物标准饲料饲养，高脂饮食组予持续高脂饲料饲养。高脂饮食组大鼠随机分成5组(每组n=6),高脂血症模型组(MC)、HFD+藜麦皂苷低剂量(25 mg/kg/d,LQ)、HFD+藜麦皂苷中剂量(100mg/kg/d,MQ)、HFD+藜麦皂苷高剂量(400 mg/kg/d,HQ)和阳性药物瑞伐他汀钙片对照组(10mg/kg/d,ST)。分组后，NC、MC组予蒸馏水灌胃，其他组予不同剂量藜麦皂苷和阳性药物进行等体积灌胃，10mL/kg/d,实验周期8 weeks。实验结束前一天，收集尿液。麻醉后收集血液及其他生物组织。以血清中TC和TG为指标，判断高脂血症模型是否建立成功;通过体重、肾周脂肪HE染色、肝脏指数、ALT、AST、肝组织HE染色来观察藜麦皂苷对高脂血症的基础疗效;通过测定血清MDA和GSH判断藜麦皂苷的体内抗氧化应激作用;通过测定促炎因子TNF-α和IL-6来明确藜麦皂苷的抗炎效果;采用16S rRNA测序技术揭示藜麦皂苷对肠道菌群整体结构及菌群相对丰富度的影响;进行非靶向代谢组学研究，依靠PCA和OPLS-DA模型分析藜麦皂苷对大鼠的尿液、肝脏和血清的内源性小分子代谢物谱的影响，获取差异代谢化合物及其富集代谢途径;在代谢途径分析结果的基础之上，通过蛋白免疫印迹法确定藜麦皂苷对脂质代谢相关蛋白的影响。 结果:(1)实验结束时，与正常组相比，高脂血症模型组TC、TG均明显升高(P＜0.05),说明高脂血症模型建立成功。模型组体重、肝脏指数、AST和ALT明显增加(P＜0.05),病理切片结果显示，肾周脂肪细胞大小和肝脂肪变性面积明显增大。藜麦皂苷干预能降低高脂饮食大鼠的体重、肝脏指数、血脂和肝损伤指标，缩小肾周脂肪细胞面积和减少肝细胞脂肪变性，并呈量效关系,高剂量组降血脂效果和阳性对照物没有差异。藜麦皂苷能减轻高脂饮食大鼠的氧化应激反应，降低大鼠血清中MDA含量(P＜0.05),增加GSH含量(P＜0.05)。与正常组相比,模型组血清中促炎因子TNF-α和IL-6明显升高(P＜0.05),藜麦皂苷能降低机体全身炎症状态。 (2)16SrRNA测序结果表明，和正常组相比，模型组Alpha多样性的Chao1和shannon指数无明显差异，中剂量和高剂量皂苷组的Alpha多样性轻度升高,低剂量皂苷组没有明显变化。在门水平，Firmucutes和Bacterodides是SD大鼠的优势肠道菌群，模型组Firmucutes/Bacterodides比值明显升高，藜麦皂苷能降低该比值。在属水平上，藜麦皂苷能逆转高脂血症大鼠大部分肠道菌群相对丰富度，降低有害菌群丰富度，如Blautia和Streptococcus,升高有益菌群丰富度,如Akkermansia,Allobaculum和Bacteroides等，且显著升高产短链脂肪酸菌群Bifidobacterium,Coprococcus 和 Roseburia(P＜0.05)。 (3)代谢性组学结果显示，正常组和模型组代谢物谱区分明显，藜麦皂苷和模型组代谢物谱区分明显，藜麦皂苷能改变高脂血症大鼠尿液、肝脏和血清内源性代谢物水平。差异代谢物涉及的主要代谢途径包括甘氨酸和丝氨酸代谢、甜菜碱代谢、蛋氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、氨酰-tRNA生物合成、胆汁酸生物合成、花生四烯酸代谢、牛磺酸和次牛磺酸代谢与α-亚麻酸和亚油酸代谢;与模型组相比,不同剂量组藜麦皂苷能增加高脂饮食大鼠PPARα、CPT-1与FXR的蛋白表达，表明藜麦皂苷能改善脂肪酸β-氧化受损和胆汁酸代谢紊乱。血清关键差异代谢产物arachidonic acid和cholic acid与部分肠道菌群存在相关性。 结论:(1)藜麦皂苷具有降脂活性，减轻氧化应激水平与促炎因子水平; (2)藜麦皂苷降脂活性与改善肠道菌群紊乱，修复肠道生物屏障，降低机体全身慢性低度炎症有关; (3)藜麦皂苷能通过多条代谢途径改善血脂，涉及氧化应激、氨基酸代谢、炎症、胆汁酸代谢、炎症和脂肪酸β-氧化等。
NETL