基于高通量測序研究陳皮提取物對(duì)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(yán)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(guān)注的熱點(diǎn)。新近研究結(jié)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(yù)防高脂肥胖癥的“新靶點(diǎn)”。陳皮在我國中藥醫(yī)學(xué)中被廣泛應(yīng)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(shí)，使用連續(xù)相變萃取技術(shù)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(shí)驗(yàn)擬借助宏基因組技術(shù)探究陳皮提取物對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的腸道菌群平衡的影響，對(duì)未來研究肥胖、陳皮提取物與腸道菌群的關(guān)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(jī)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(guān)的肥胖指數(shù)，并監(jiān)測小鼠血清中血脂四項(xiàng)、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(jié)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(yù)，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(jìn)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(tái)對(duì)高脂小鼠糞便DNA的V3-V4區(qū)進(jìn)行高通量測序，分析陳皮提取物對(duì)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(gè)糞便樣品共得到427080條合格的序列。稀釋性曲線和等級(jí)豐度曲線代表了腸道菌群結(jié)構(gòu)的多樣性和均勻度。

5、由結(jié)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(yù)，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(jié)果提示，陳皮提取物干預(yù)后提高了高脂小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)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(jié)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(gè)。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(gè)，說明陳皮提取物干預(yù)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(xì)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(duì)增加(62.28％ vs50.09％，P＜0.05)，擬桿菌

7、門的數(shù)量相對(duì)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(yù)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(jìn)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(fù)到至正常組水平。而理研菌科的比例顯著下降（19.87％