基于高通量測序研究陳皮提取物對高脂飲食小鼠腸道菌群的影響.pdf

1、隨著生活水平的提高，肥胖、高血壓、糖尿病等代謝性疾病發(fā)病率大幅增長，已成為嚴重影響人民群眾健康水平的公共衛(wèi)生問題。研究和開發(fā)具有良好降脂和減重作用的功能性食品是目前關注的熱點。新近研究結果指出，腸道菌群可與宿主、飲食等相互作用，參與調(diào)節(jié)宿主的能量吸收及營養(yǎng)代謝，是治療和預防高脂肥胖癥的“新靶點”。陳皮在我國中藥醫(yī)學中被廣泛應用并且歷史悠久。陳皮富含橙皮苷、揮發(fā)油、黃酮類等活性物質(zhì)，具有緩解慢性炎癥、降低血糖及控制體重的功效。本研究前期工

2、作也初步證實，使用連續(xù)相變萃取技術提取出來的陳皮油，可有效調(diào)節(jié)由高脂飲食引起的糖代謝或者脂代謝紊亂，但尚不清楚陳皮能否能調(diào)節(jié)高脂膳食引發(fā)的腸道菌群失衡。因此，本實驗擬借助宏基因組技術探究陳皮提取物對高脂飲食誘導的肥胖小鼠的腸道菌群平衡的影響，對未來研究肥胖、陳皮提取物與腸道菌群的關系提供理論依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴將4周齡昆明雌性小鼠隨機分為正常組、高脂組、辛伐他汀組(2 mg/kg/d)、陳皮提取物高劑量組(10g/k

3、g/d)、陳皮提取物低劑量組(5g/kg/d)，每組8只，每天觀察小鼠體重變化和相關的肥胖指數(shù)，并監(jiān)測小鼠血清中血脂四項、血糖水平、脂蛋白脂酶和肝脂酶活性，以探究陳皮提取物降脂的作用。結果顯示:與正常組比較，高脂組小鼠體重顯著增加，血清中的膽固醇和低密度脂蛋白含量顯著升高(P＜0.05)，而血清脂蛋白脂酶和肝脂酶水平降低。而不同劑量陳皮提取物或藥物辛伐他汀干預，均可在一定程度上抑制小鼠肥胖。與高脂組比較，陳皮各劑量組小鼠體重減輕，血清中

4、膽固醇，甘油三酯，低密度脂蛋白的含量顯著降低(P＜0.05)，促進小鼠血清脂蛋白脂酶、肝脂酶活性提高，并具有劑量依賴性。且藥物辛伐他汀組的降脂效果優(yōu)于陳皮提取物組。⑵基于Illumina MiSeq測序平臺對高脂小鼠糞便DNA的V3-V4區(qū)進行高通量測序，分析陳皮提取物對高脂飲食小鼠腸道菌群多樣性的影響。經(jīng)過OTU聚類分析，五組小鼠15個糞便樣品共得到427080條合格的序列。稀釋性曲線和等級豐度曲線代表了腸道菌群結構的多樣性和均勻度。

5、由結果可知，高脂飲食組小鼠腸道菌群多樣性降低。辛伐他汀組與陳皮高劑量組曲線的平緩程度更接近正常組，說明經(jīng)過陳皮提取物的干預，腸道菌群多樣性發(fā)生變化。alpha多樣性指數(shù)與物種累積曲線結果提示，陳皮提取物干預后提高了高脂小鼠腸道菌群結構的多樣性和豐度。韋恩圖和heatmap熱圖代表了五組樣品間的相似度，結果顯示高脂組小鼠與正常組的糞便菌群特征有明顯差異，正常組OTUs數(shù)量為364，正常組和高脂組共有的OTUs數(shù)量降為196個。而陳皮提取物

6、高劑量組和正常組共有的OTUs數(shù)量增加到242個，說明陳皮提取物干預可以提高腸道菌群的相似度。正常組小鼠組糞便中，厚壁桿菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)所占比例分別為腸道細菌總量的46.66％和50.09％，變形菌門(Proteobacteria)則占2.56％。與正常組比較，高脂組小鼠腸道中厚壁菌和擬桿菌門的仍屬優(yōu)勢菌，但厚壁菌門的數(shù)量相對增加(62.28％ vs50.09％，P＜0.05)，擬桿菌

7、門的數(shù)量相對減少(50.09％ vs34.95％)。辛伐他汀治療組小鼠腸道菌群紊亂，也具有厚壁菌門數(shù)量增加，擬桿菌門數(shù)量減少（約占20％）的趨勢。與高脂組相比，陳皮提取物干預可顯著降低小鼠腸道中厚壁菌門數(shù)量(P＜0.05），與正常組比較差異不顯著(P＞0.05），并在一定程度上促進擬桿菌門數(shù)量升高(34.95％ vs25.90％)。與正常組相比，高脂組小鼠腸道中(Lachnospiraceae)毛螺旋菌科(38％ vs25.53％)和B

8、acteroidales_S24-7_group(35％ vs7.99％)所占比例均顯著降低(P＜0.05），而瘤胃菌科(29.71％ vs6.88％)和(Rikenellaceae)理研菌科(19.87％ vs2.73％)的比例顯著升高(P＜0.05)。與高脂組相比，經(jīng)辛伐他汀組藥物治療后小鼠腸道的毛螺旋菌科的比例顯著上升（41.65％ vs25.53％，P＜0.05），幾乎恢復到至正常組水平。而理研菌科的比例顯著下降（19.87％