来自食品科学与技术国家重点实验室、江南大学食品学院的张元红、杨玉辉、王雅楠和乐国伟*等人以高脂饮食的C57BL/6小鼠为研究对象,来探究饮食MR对高脂饮食小鼠肠道氧化还原状态以及肠道菌群结构的影响,为肥胖诱导肠道氧化应激和肠道菌群结构失衡的预防和控制提供参考依据。
1、MR对高脂饮食小鼠体质量的影响
各组小鼠初始体质量基本相同(P>0.05);至宰杀前第11周时,HM小鼠体质量极显着高于对照组(P<0.01),LM小鼠体质量极显着低于HM小鼠(P<0.01)。
2. MR对高脂饮食小鼠血脂的影响
与C组相比,HM组小鼠极显着升高血浆TG和LDL-C浓度(P<0.01),显着升高TC浓度(P<0.05),极显着降低HDL-C浓度(P<0.01);与HM小鼠相比,LM极显着降低血浆TG和LDL-C浓度(P<0.01),显着降低TC浓度(P<0.05),极显着升高HDL-C浓度(P<0.01)。
3、MR对高脂饮食小鼠回肠和结肠氧化还原状态的影响
与对照组相比,HM显着降低回肠T-AOC和GSH-Px活力(P<0.05),显着增加回肠MDA浓度(P<0.05),极显着降低结肠GSH-Px活力(P<0.01),显着增加结肠MDA浓度(P<0.05),显着降低结肠GSH/GSSG(P<0.05);与HM相比,LM显着增加回肠T-AOC和GSH/GSSG(P<0.05),显着降低结肠MDA浓度(P<0.05),显着增加结肠GSH/GSSG(P<0.05)。
4、MR对高脂饮食小鼠血浆LPS、LBP和回肠炎症反应的影响
与对照组相比,HM极显着升高血浆LPS质量浓度(P<0.01),显着升高血浆LBP质量浓度(P<0.05),显着上调回肠炎症基因TNF-α和IL-6mRNA的相对表达水平(P<0.05);与HM组相比,LM组极显着降低血浆LPS质量浓度(P<0.01),显着降低LBP质量浓度(P<0.05),显着下调回肠炎症基因TNF-α和IL-6 mRNA的相对表达水平(P<0.05)。
5、MR对高脂饮食小鼠盲肠菌群的影响
HM组与C组及LM两组区域明显区分开,说明C、HM和LM 3 组小鼠盲肠菌群结构均有显着性差异。与对照组相比,HM组Shannon-Weiner指数与均匀度指数显着降低(P<0.05);与HM组相比,LM组Shannon-Weiner指数与均匀度指数显着升高(P<0.05)。HM组的优势片段有MH126.3,LM组的优势片段有HH393.9和HH270.5,C组与LM组共有的优势片段有MH74.1、MF81.6、MH84.5、HH132.2和HF188.0,说明各组小鼠盲肠内容物中都有其特有的优势菌群。
6、MR对高脂饮食小鼠结肠菌群的影响
LM组的OTU数量最多,根据每个样品OTU的丰度文件计算出每个OTU在每个样品的相对丰度,利用该丰度信息进行PCA分析,结果表明各组结肠菌群组成有明显差异;对样品进行聚类分析并计算样品间距离,以判断各样品物种组成的相似性,样品越靠近、枝长越短,说明两个样品的物种组成越相似,结果表明各组结肠菌群组成比较相似,组间差异明显。基于门、属水平分析各组小鼠结肠菌群结构:在门水平上,各组优势菌群有厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);其中与对照组相比,HM组显着升高厚壁菌门及放线菌门丰度(P<0.05 ) , 极显着降低疣微菌门丰度(P<0.01),与HM组相比,LM组显着升高厚壁菌门丰度(P<0.05),显着降低疣微菌门丰度(P<0.05);在属水平上, 各组优势菌群主要有Allobaculum、Akkermansia、拟杆菌属(Bacteroides)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、颤螺杆菌属(Oscillosporia)和苍白杆菌属(Ochrobactrum);其中与对照组相比,HM组降低双歧杆菌、颤螺杆菌属与Akkermansia丰度,显着升高Allobaculum丰度,与HM组相比,LM组显着升高Allobaculum、双歧杆菌和颤螺杆菌属丰度(P<0.05),显着降低Akkermansia丰度(P<0.05)。
结 论
与HM组相比,LM组小鼠体质量、血浆TC、TG和LDL-C水平显着降低(P<0.05,P<0.01),HDL-C水平极显着增加(P<0.01);回肠总抗氧化能力和还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/GSSG)的比值显着增加(P<0.05);结肠GSH/GSSG比值显着增加(P<0.05),丙二醛含量显着降低(P<0.05);血浆LPS和LBP水平显着降低(P<0.05,P<0.01);回肠TNF-α、IL-6 mRNA的表达水平显着下调(P<0.05);盲肠菌群Shannon-Weiner指数与均匀度指数显着上升(P<0.05),结肠菌群中双歧杆菌和颤螺杆菌丰度显着增加(P<0.05)。结论:饮食蛋氨酸限制具有显着改善高脂饮食小鼠肠道组织氧化还原状态、炎症反应和菌群结构的作用。