首頁資訊趙立平團(tuán)隊(duì)：綠茶多酚改變db/db小鼠腸道菌群且與血糖降低有關(guān)

趙立平團(tuán)隊(duì)：綠茶多酚改變db/db小鼠腸道菌群且與血糖降低有關(guān)

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月15日 16:29

本文由木子依蟲編譯，董小橙、江舜堯編輯。

原創(chuàng)微文，歡迎轉(zhuǎn)載。

導(dǎo) 讀

據(jù)報(bào)道，綠茶提取物和茶多酚制劑具有減輕或預(yù)防肥胖、糖尿病和相關(guān)疾病的作用，不同劑量的攝入茶多酚可降低高脂飲食小鼠的體重，并降低腸道中厚壁菌與擬桿菌的比例。但是尚不清楚這些結(jié)果是否是由茶多酚干預(yù)引起，以及腸道菌群在此過程中的作用機(jī)制尚不明確。在本文中，我們研究并比較了綠茶多酚（PPE）和紅茶多酚（TFs）對db/db小鼠（糖尿病和肥胖癥模型小鼠）疾病的發(fā)展以及腸道菌群的影響，結(jié)果表明，在db/db雌鼠飲食中添加PPE（0.1%）7周后，能降低空腹血糖水平和腸系膜脂肪，同時增加血清胰島素水平，保護(hù)胰島β細(xì)胞免受損傷，而TFs則基本無效。通過對小鼠腸道內(nèi)部六個不同取樣點(diǎn)菌群測序分析顯示，PPE和TFs處理顯著改變了小鼠菌群結(jié)構(gòu)，將這些關(guān)鍵菌群進(jìn)一步劃分為11個共豐度群（CAGs）,其中盲腸和結(jié)腸中的CAGs6和7（主要是厚壁菌門和擬桿菌門）在PPE處理組顯著增多，且與血糖水平呈負(fù)相關(guān)；CAG10在PPE和TFs組均降低，且與血糖水平正相關(guān)。

論文ID

原名：Green Tea Polyphenols Modify the Gut Microbiome in db/db Mice as Co-Abundance Groups Correlating with the Blood Glucose Lowering Effect

譯名：綠茶多酚改變db/db小鼠腸道菌群作為共豐度集與血糖降低有關(guān)

期刊：Molecular Nutrition and Food Research

IF：5.151

發(fā)表時間：2019.1

通訊作者：趙立平,Chung S Yang

作者單位：羅格斯,新澤西州立大學(xué)(Rutgers, The State University of New Jersey)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將db/db小鼠分為對照、PEE和TFs處理組，PEE和TFs處理組分別在飲食中添加0.1%PEE和TFs，飼養(yǎng)7周，在1、3、6周測量小鼠空腹血糖水平，測血清中胰島素水平，7周后，處理小鼠，取小鼠各臟器。同時將回腸、盲腸和結(jié)腸內(nèi)容物送測序分析，對測序結(jié)果進(jìn)行聚類分析，得到各共豐度群（CAGs），將各個CAGs的變化與空腹血糖水平和胰島素水平進(jìn)行相關(guān)性分析。

圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果概括

試驗(yàn)結(jié)果

1 PEE和TFs處理對db/db小鼠生活的影響

通過對三組小鼠每天的體重、進(jìn)食量和攝水量進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果顯示三組小鼠均能健康生活，體重、進(jìn)食量無明顯變化，而PEE和TFs組攝水量明顯少于對照組。

圖2 三組小鼠體重、進(jìn)食和攝水量的比較

2 PEE和TFs處理對db/db小鼠血糖水平和胰島素水平的影響

對各組小鼠的肝、脾、胰腺和脂肪進(jìn)行稱重，結(jié)果顯示經(jīng)PPE和TFs處理后，肝和脾重量無明顯變化。TFs組胰腺重量明顯增加(22%)。PPE組腸系膜脂肪的重量顯著降低(19%)。血糖檢測結(jié)果表明，經(jīng)PPE治療的小鼠空腹血糖水平明顯降低，TFs在第3周和第6周似乎也降低了血糖水平，但差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖3a）。由于小鼠生長時間會對db/db小鼠胰腺β細(xì)胞進(jìn)行損害，導(dǎo)致血液胰島素水平會降低（圖3b)，PPE的治療顯著地防止了第3和第6周血清胰島素水平的降低，而TFs在第1周和第3周能防止下降，但在第6周則不然。

圖3 PEE和TFs對小鼠血糖水平和胰島素水平的影響

3 PEE和TFs處理對db/db小鼠胰腺組織和β-細(xì)胞的影響

db/db小鼠7周后胰腺的組織病理學(xué)檢查顯示出急性，慢性或隔膜炎癥和組織或脂肪壞死融合的區(qū)域，PPE和TFs組則沒有產(chǎn)生顯著變化。正常野生型小鼠胰島細(xì)胞呈卵圓形，與周圍外分泌細(xì)胞呈規(guī)則的界面，抗胰島素抗體染色均勻、密集。相比之下，db/db小鼠(對照組)胰島細(xì)胞的大小和染色強(qiáng)度降低，胰島內(nèi)出現(xiàn)大量標(biāo)記細(xì)胞，相鄰的β細(xì)胞標(biāo)記非常稀疏；PPE組胰島整體大小和染色強(qiáng)度的下降幅度較對照組小，β細(xì)胞胰島素標(biāo)記的變化較大，部分細(xì)胞染色較強(qiáng)，而另一些細(xì)胞呈較弱的顆粒狀，反映胰島素顆粒的減少（圖4e）；在TFS組中，染色胰島的數(shù)量和大小顯著降低（圖4f)，顯示在胰島內(nèi)隨機(jī)分布的染色單體細(xì)胞數(shù)量的顯著降低，與db/db對照組相似。進(jìn)一步用ScanScope分析胰島素染色強(qiáng)度（圖4g）和隨后的Tukey多重比較試驗(yàn)表明，db / db小鼠的胰腺β細(xì)胞嚴(yán)重受損，PPE能顯著阻止這種損害，但TFs無效。

圖4 三組小鼠胰腺病變情況比較

4 PEE和TFs處理對db/db小鼠腸道菌群的影響

4.1 腸道不同部位的微生物結(jié)構(gòu)變化

對六個不同的采樣部位的腸道微生物整體豐度用α多樣性加以評價，結(jié)果PPE組在盲腸黏膜中的菌群數(shù)量顯著增多，Shannon指數(shù)評價結(jié)果顯示，PPE組在結(jié)腸粘膜中顯著地提高細(xì)菌群落的豐度和均勻度。β多樣性研究結(jié)果表明不同取樣部位的微生物組成差異顯著，在盲腸粘膜、結(jié)腸粘膜和結(jié)腸內(nèi)容物三個取樣點(diǎn)上，三組動物兩兩之間檢測結(jié)果均有顯著性差異。

圖5 不同取樣部位菌群β多樣性分析

4.2 組間差異的OTU分型

經(jīng)分析有32，30，30和23個OTUs，分別解釋了處理組在盲腸黏膜、結(jié)腸含量、結(jié)腸粘膜和盲腸內(nèi)容物中的微生物差異。采用Random Forest algorithm算法最終找到61個形成組間差異的關(guān)鍵OTUs。利用SparCC分析將61個OTUs分成11個共豐度群,結(jié)果表明，由PPE和TF引起的關(guān)鍵OTU的變化在整個腸道中是相似的。

5 CAGs與血糖、胰島素水平的關(guān)系

運(yùn)用Spearman秩相關(guān)系數(shù)來表征CAGs與小鼠血糖水平之間的關(guān)系，結(jié)果顯示在盲腸和結(jié)腸中CAGs 6、7與空腹血糖水平呈負(fù)相關(guān)，CAG10與空腹血糖水平呈正相關(guān)；相反，CAGS 6和7與空腹胰島素水平呈正相關(guān)，CAG10與空腹胰島素水平呈負(fù)相關(guān)（圖6）。對照組CAGS 6和7豐度低(小于1%)，PPE組顯著升高，TFS組無或輕度升高。CAG10在PPE和TFs組均降低。

圖6 CAGs與血糖、胰島素水平的關(guān)系

結(jié) 論

本研究證明口服給予db/db小鼠標(biāo)準(zhǔn)化綠茶多酚制劑PPE（飲食中添加0.1％）可顯著降低空腹血糖水平，增加血液中的胰島素水平并減少胰腺β細(xì)胞的損害。這些結(jié)果表明，在db/db小鼠糖尿病狀態(tài)的進(jìn)展過程中，PPE可通過其抗氧化活性保護(hù)胰腺β細(xì)胞免受損傷。此外，PPE還可降低db/db小鼠的攝水量，這一作用與抗糖尿病藥物羅格列酮一致，而紅茶多酚TFs效果不佳或無效。通過對db/db小鼠菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，證明PPE降低db/db小鼠空腹血糖水平的作用與盲腸和結(jié)腸中CAGs 6、7中細(xì)菌豐度的增加呈正相關(guān)，而與CAG10中的細(xì)菌豐度呈負(fù)相關(guān)，因此改變腸道微生物區(qū)系的特定功能基團(tuán)，可顯著促進(jìn)綠茶多酚的有益作用，但腸道微生物群在介導(dǎo)綠茶多酚健康效應(yīng)中的作用程度和機(jī)制仍需進(jìn)一步的研究。

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