摘要
我国拥有丰富的粟类资源，其中粟谷含有大量的营养成分且可消化部分占比高，发芽可以进一步提高谷物的营养价值。目前国内外对粟芽研究多集中于全谷物粉或其多酚和类黄酮等生物活性成分，对其蛋白研究相对较少。粟芽蛋白具有抗炎及抗氧化等特性，在氧化应激与炎症相关的疾病防治中具有重要的营养干预作用，可能具有缓解肝损伤的潜力。因此，本研究通过动物学实验研究粟芽蛋白对急性肝损伤的保护作用，旨在提高对粟芽蛋白的科学认知水平，为粟芽食品的研发提供科学依据。主要研究方法、结果与结论如下： 1.以Balb/c小鼠为实验对象，通过单次注射四氯化碳（CCl4）诱导小鼠急性肝损伤，并使用低、中、高三种剂量的粟芽蛋白（LGR、MGR、HGR）对小鼠进行干预，从肝脏指数、病理切片、血清肝功能指标以及肝脏抗氧化指标等多个角度，评估粟芽蛋白对CCl4诱导的小鼠急性肝损伤的保护作用。实验结果表明，粟芽蛋白可改善CCl4导致的肝指数异常，并且明显减少肝脏组织损伤面积、细胞坏死和炎细胞浸润；LGR、MGR、HGR均可显著降低肝损伤小鼠血清中的肝功能标志物AST和ALP活力（P＜0.01）；MGR提高肝脏组织中的SOD活性（P＜0.05），HGR降低肝脏中MDA含量（P＜0.05）。由此可见，粟芽蛋白干预后肝脏清除自由基的能力提高，机体抗氧化防御系统增强，脂质过氧化被抑制，从而发挥了保护肝脏的作用。 2.提取小鼠肝脏组织中总RNA，运用转录组测序技术（RNA-seq）分析HGR干预后的基因表达差异。与空白对照组（Control）相比，CCl4模型组（Model）鉴定出了4,270个差异基因（2,249个上调，2,021个下调），与Model组相比，HGR组鉴定出了229个差异基因（148个上调，81个下调）。在HGR干预CCl4肝损伤小鼠的差异基因中初步筛选出了与肝脏疾病相关的基因，如CX3CR1、LAIR-1、PTPRC等显著上调基因，CXCL3、GOT1等显著下调基因。 3.对Model组和HGR组之间的差异基因进行了GO富集分析和KEGG富集分析。GO富集分析共得到5,627个GOterm，其中排序前20的GOterm均属于生物学过程，主要为对外部刺激的反应、系统发育、多细胞生物过程的调节、免疫系统进程的调节等。通过KEGG富集分析可得到涉及221种通路的分类，差异基因主要涉及代谢中的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、精氨酸生物合成；环境信息处理中的细胞因子-细胞因子受体相互作用、TGF-β信号通路、Wnt信号通路、NF-κB信号通路、FoxO信号通路；生物系统中的趋化因子信号通路，人类疾病中的癌症中的MicroRNAs以及细胞进程中的p53信号通路。 4.采用16SrRNA测序技术对Control组、Model组和HGR组小鼠的肠道菌群进行高通量测序。结果表明，样本优化序列数目为817,426，序列平均长度为418。所有样本的序列聚类后共得到353个OTUs，而且所有OTUs共注释到7个门、10个纲、30个目、52个科、97个属和144个种。各组微生物α-多样性指数无显著性差异（P＞0.05），β-多样性分析表明不同组之间的微生物群落组成有显著区别（PCoA：P=0.002）。在门水平上，HGR组厚壁菌门相对丰度增加、变形菌门相对丰度降低。在科水平上，三组间具有显著性差异的物种有Rikenellaceae、Moraxellaceae、UCG-010等。在属水平上，三组间具有显著性差异的物种有Alistipes、Acinetobacter、norank_f__Oscillospiraceae等。通过LEfSe分析表明，norank_f__Oscillospiraceae属、Monoglobales目、Monoglobus属、Monoglobaceae科等在HGR组小鼠肠道富集。 总之，粟芽蛋白可以通过增强机体抗氧化防御系统、抑制脂质过氧化、调控趋化因子和免疫系统相关基因表达、调节氨基酸代谢和TGF-β信号通路、改善肠道菌群组成，发挥保护肝脏的作用。
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