1 VVFP对小鼠体质量的影响
2 VVFP对肝损伤小鼠血清TG、TC浓度及ALT、AST活性的影响
3 VVFP对肝损伤小鼠炎症因子TNF-α和IL-6的影响
通过测定血清中炎症因子的水平可确认VVFP是否具有保肝作用。如图2所示,与空白组相比,模型组的小鼠血清炎症因子TNF-α和IL-6水平均极显著升高(P<0.01),说明酒精肝损伤会引发小鼠肝脏炎症反应。与模型组相比,阳性对照组以及不同剂量VVFP组小鼠血清炎症因子TNF-α和IL-6水平均极显著降低(P<0.01),说明VVFP可以改善肝细胞的损伤程度。
4 VVFP对肝损伤小鼠肝脏ADH、MDA、T-SOD及GSH-PX水平的影响
5 VVFP对小鼠肝组织病理切片的影响
对小鼠肝组织病理切片和苏木精-伊红染色观察,结果如图4所示。空白组小鼠肝小叶及细胞核结构清晰,肝窦无明显充血,无显著病变状况(图4A);模型组小鼠肝小叶及细胞核结构被破坏,排列紊乱,出现水肿现象(图4B),这与Parikh等描述的肝损伤时出现的症状相似,具有典型的病理特征,表明急性ALD建模成功。给药后,与模型组相比,多肽低剂量组(图4D)和高剂量组(图4F)在不同程度上有所改善,肝小叶及细胞核结构较清晰、肿胀范围减小,肝细胞排列紊乱现象减轻;阳性对照组(图4C)和多肽中剂量组(图4E)肝细胞形态趋于正常,排列整齐,呈放射状分布,细胞损伤状况明显改善。肝组织病理学分析结果进一步证实VVFP对ALD小鼠肝脏细胞损伤有明显的改善作用。
6 小鼠肠道菌群有效数据统计
7 小鼠肠道菌群α多样性分析
由图5可知,模型组的Chao1和Observed_species指数均高于其他组,说明小鼠在短时间内大量饮酒会造成肠道菌群紊乱。在中剂量VVFP的干预下,ALD小鼠盲肠菌群丰度降低,更接近于正常水平,改善了ALD小鼠的肠道紊乱;模型组的Shannon指数均低于其他组,说明模型组的物种均匀度较低,在中剂量VVFP的干预下,ALD小鼠盲肠菌群的均匀度提高。由上述结果可知,VVFP的干预能够改善因酒精影响而发生变化的肠道菌群多样性。
8 小鼠肠道菌群物种组成分析
如图6所示,按门水平分类,小鼠肠道菌群主要由拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)和脱硫弧菌门(Desulfobacterota)组成。空白组的肠道菌群中拟杆菌门占50.83%,厚壁菌门占34.19%,脱硫弧菌门占7.34%;模型组肠道菌群中拟杆菌门占71.98%,厚壁菌门占21.24%,脱硫弧菌门占2.56%。与空白组相比,模型组的拟杆菌门菌群丰度上升,厚壁菌门和脱硫弧菌门的菌群丰度下降,说明小鼠经过酒精灌胃后,造成了肠道紊乱,与正常小鼠的差异较大。与模型组相比,阳性对照组与中剂量组的拟杆菌门菌群丰度下降,分别达到51.54%和57.26%;厚壁菌门的菌群丰度上升,分别为38.63%和31.73%,均接近正常的小鼠,说明中剂量的VVFP可以达到联苯双酯滴丸的干预效果,有效缓解ALD导致的肠道菌群紊乱。
小鼠肠道菌群在属水平上主要由链霉菌属(Streptomyces)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)和弧菌属(Vibrio)组成(图7)。空白组、模型组、阳性对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组链霉菌属占比分别为26.88%、40.81%、20.54%、23.90%、27.69%和23.46%;乳酸杆菌属占比分别为22.39%、12.60%、28.02%、14.33%、14.50%和15.55%;弧菌属占比分别为15.29%、13.14%、20.28%、21.93%、16.75%和12.89%;与空白组相比,模型组链霉菌属菌群丰度上升,乳酸杆菌属和弧菌属菌群丰度下降,说明模型组小鼠的肠道菌群失调。经过中剂量VVFP的干预后,与模型组相比,链霉菌属的菌群丰度下降,与空白组接近;乳酸杆菌属和弧菌属的菌群丰度在一定程度上有所上升,说明VVFP对患有急性ALD小鼠的肠道菌群有一定的调节功效。
9 小鼠肠道菌群LEfSe分析
讨 论
现代医学对ALD发病机制的研究已取得较大进步,脂质代谢异常、氧化应激、炎症反应等被公认为ALD的重要影响因素。ALD在代谢过程中引起的直接或间接的氧化应激、脂质过氧化作用以及多种因素(如肠道菌群失调)相互作用导致的肠道通透性增加,对肠道黏膜造成损伤,影响肠道菌群数量,引起细菌和细菌内毒素的位移(经过肠道组织到达肝脏),最终导致肝脏炎症。虽然通过服用药物可以起到治疗效果,但其毒副作用较大。大量的研究表明,食用菌肽具有丰富的药理价值,对肝损伤有很好的保护和缓解功效,但对于VVFP的研究仍存在较多的空白。本研究以56°红星二锅头灌胃小鼠建立急性ALD模型,探究VVFP对ALD的预防作用。结果显示,模型组、阳性对照组以及不同剂量VVFP组小鼠与空白组小鼠体质量均无显著性差异,说明VVFP无毒副作用。
肝脏是人体中唯一一个没有痛感神经的器官,极易受有毒化学物质损伤,造成肝脏代谢功能紊乱。在酒精代谢刺激下,肝脏出现氧化应激反应,肝细胞受损。ALT、AST水平是反映肝细胞损伤最直接和最敏感的指标,Dong Qingqing等发现在健康肝脏中ALT、AST很高,而血液中含量很低,一旦肝脏细胞受损,大量ALT和AST会释放到血清中使血清中含量升高,ALT与AST的水平在一定范围内反映机体肝细胞的损伤程度。Reddy等通过研究指出,当肝脏脂肪代谢出现能力出现障碍时,血清中TC和TG两种代谢物含量会升高。湛莉等认为,当肝脏受损时,会分泌大量的炎性细胞因子,尤其是TNF-α、IL-6,二者水平能反映肝细胞炎症程度。本研究结果显示,VVPF能极显著降低血清中TG、TC、ALT和AST水平(P<0.01),并能降低TNF-α、IL-6炎症因子水平,说明VVFP可以减缓酒精引起的代谢紊乱。
在大量酒精的干预下,肝脏中脂肪酸的合成和代谢失去稳态平衡。ADH、MDA、T-SOD和GSH-PX水平能够较好地反映肝脏氧化程度。韩光顺等探究茴香提取液对小鼠酒精性肝损伤的保护作用时发现,ADH活力能灵敏地提示肝细胞的损伤及损伤的程度;MDA含量可反映出机体脂质氧化水平,间接表明肝细胞的损伤程度;Forrester等研究发现T-SOD能够清除过氧化产生的自由基从而调节代谢平衡;GSH-PX作为体内重要的抗氧化剂,可以清除活性氧。本研究结果显示,与模型组相比,VVFP能够极显著降低MDA含量(P<0.01),明显提高肝脏中ADH、T-SOD和GSH-PX水平,证实VVFP可以减轻酒精引起的肝损伤,提高人体防御系统的抗氧化活性,从而防止慢性酒精中毒对肝脏的损害。肝组织病理切片也进一步证实了VVFP的保肝活性。
基于16S rDNA高通量测序分析VVFP对ALD小鼠肠道菌群的影响。在VVFP的干预下,门水平上拟杆菌门菌群丰度下降,厚壁菌门的菌群丰度上升,这与韩琳的研究结果一致。Li Koukou等通过高通量测序分析发现,灵芝多糖S3降低了拟杆菌门的相对丰度,提升了厚壁菌门的相对丰度,显著减轻了小鼠胰腺炎症状;在属水平,VVFP降低了链霉菌属的菌群丰度,增加了乳酸杆菌属和弧菌属的菌群丰度。乳酸杆菌是人体肠道内重要的益生菌,不仅可以分解代谢肠道内的益生元,还能维持免疫平衡,增强肠道屏障。范颖等研究了大蒜多糖对ALD小鼠肠道菌群失调的影响,结果表明大蒜多糖组的多样性指数和均匀度指数最高,优杆菌属和乳酸杆菌属细菌增多。上述结果表明,VVFP能够改善ALD小鼠肠道菌群。
综上所述,VVFP能极显著降低血清中TG、TC、ALT、AST和肝脏中MDA水平,并且降低TNF-α与IL-6炎症因子水平,同时明显提高肝脏中ADH、T-SOD和GSHPX水平。此外,VVFP可通过调节拟杆菌门、厚壁菌门、链霉菌属乳酸杆菌属和弧菌属的丰度减轻小鼠肝脏的损伤程度。本研究结果可为多肽在功能食品领域的应用提供药效基础。
本文《草菇子实体多肽对小鼠急性酒精肝的预防作用及肠道菌群的影响》来源于《食品科学》2023年45卷第4期135-143页,作者:张芳艺,林海潞,陈莉莉,罗小芳,褚路路,江玉姬,陈炳智*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20221213-135。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑:天津商业大学食品科学与工程学院 梁雯菁;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。
近期研究热点
为进一步促进动物源食品科学的发展,带动产业的技术创新,更好的保障人类身体健康和提高生活品质,北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与陕西师范大学、新疆农业大学、浙江海洋大学、甘肃农业大学、大连民族大学、西北大学于2024年10月14-15日在陕西西安共同举办“2024年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。