百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享:茶褐素可促進(jìn)膽固醇降解
為了解決大家每逢過(guò)節(jié)必長(zhǎng)胖的歷史性問(wèn)題,小編今天給大家介紹一篇發(fā)表于Nature Communications 的針對(duì)于普洱茶促進(jìn)減肥的研究。
百趣代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享,所謂藥食同源,普洱茶是我國(guó)西南云南地區(qū)特有的一種傳統(tǒng)名茶,因其具有治療高膽固醇血癥、高血脂、肥胖、脂肪性肝炎和高血糖等多種有益作用在世界范圍內(nèi)倍受青睞。普洱茶對(duì)大鼠、小鼠和人的體重血清和肝臟總膽固醇(TC)、總甘油三酯(TG)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平的影響已被大量研究證實(shí),然而這些文章多是對(duì)于生理生化指標(biāo)的觀測(cè)性研究,普洱茶的主要療效成分、降脂機(jī)制還尚未確定。

1普洱茶能降低高脂飼料所致的體重增加和血脂升高
首先在開(kāi)展機(jī)制研究之前,先得確認(rèn)普洱茶的降脂治療效果。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享,通過(guò)給正常和高脂飲食小鼠飲用普洱茶26周,可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)飲用普洱茶,能夠在不減少進(jìn)食量甚至進(jìn)食量有所增加的情況下(圖1b),無(wú)論是正常飲食還是高脂飲食,體重均低于未飲用普洱茶的正常對(duì)照組(圖1a),同時(shí)血清和肝臟中總膽固醇和總甘油三酯也低于正常對(duì)照組(圖1c、d)。進(jìn)一步志愿者實(shí)驗(yàn)中也顯示,飲用普洱茶能夠降低血清總膽固醇和總甘油三酯水平(圖1e)。

圖1普洱茶的降脂降體重作用
2普洱茶能降低BSH富集菌和BSH活性
代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享,隨后為了分析普洱茶產(chǎn)生降脂作用可能的原因,作者首先做了16SrDNA測(cè)序 。發(fā)現(xiàn)飲用普洱茶后無(wú)論是高脂飲食還是正常對(duì)照組均可以使小鼠腸道菌群發(fā)生明顯的變化,且相對(duì)于未飲用普洱茶的樣本,飲用普洱茶后的兩個(gè)組別樣本聚集得更近,說(shuō)明普洱茶的飲用可能引起的是類(lèi)似菌群發(fā)生變化(圖2a),志愿者實(shí)驗(yàn)也呈現(xiàn)相似的結(jié)論(圖2b)。

圖2普洱茶對(duì)于小鼠和人腸道菌群的影響
代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)無(wú)論是小鼠還是志愿者實(shí)驗(yàn)中,普洱茶處理后發(fā)生下降的菌群多為產(chǎn)膽鹽水解酶(BSH)的菌(圖3ab)。結(jié)合宏基因組檢測(cè),進(jìn)一步確認(rèn)無(wú)論是小鼠還是志愿者樣本中BSH酶的含量和活力均有所下降(圖3ef)。

圖3普洱茶降低了BSH微生物豐度和BSH活性
3普洱茶促進(jìn)共軛膽汁酸的積累
而B(niǎo)SH的主要作用就是將結(jié)合了牛磺酸或者甘氨酸的共軛膽汁酸,水解成游離膽汁酸(圖4c),進(jìn)一步結(jié)合膽汁酸靶標(biāo)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),小鼠和志愿者飲用普洱茶后共軛膽汁酸的含量都增多了(圖4ab)。

圖4普洱茶提高對(duì)血清中共軛膽汁酸的影響
4茶褐素降低了BSH細(xì)菌豐度和BSH活性
但是我們都知道傳統(tǒng)中醫(yī)藥方向研究中非常重要的問(wèn)題就是,咱們的藥材或者食材中最主要的有效成分是什么,因此作者進(jìn)一步運(yùn)用代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)普洱茶中次級(jí)代謝物進(jìn)行的檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)茶褐素基本上和所有產(chǎn)生BSH的菌群呈顯著負(fù)相關(guān)(圖5a),因此茶褐素很可能就是普洱茶起到降脂作用的關(guān)鍵物質(zhì)。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享,作者進(jìn)一步結(jié)合驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),確認(rèn)茶褐素給藥8周后能夠使小鼠產(chǎn)生顯著的降脂表型(圖5bc)。

圖5茶褐素對(duì)于BSH菌群以及膽汁酸水平的影響
BIOTREE | 中藥非靶標(biāo)代謝組學(xué)優(yōu)勢(shì)
(1)數(shù)據(jù)庫(kù)中1250+物質(zhì)均是中藥特有的物質(zhì),覆蓋中藥研究關(guān)注的主要成分種類(lèi),而植物高通量靶標(biāo)(或其他數(shù)據(jù)庫(kù))是植物中通有的物質(zhì),如糖類(lèi)、氨基酸、脂肪酸等物質(zhì),但并不是研究中藥老師所關(guān)注的中藥活性成分物質(zhì)。
(2)專(zhuān)家人工解譜,數(shù)據(jù)庫(kù)二級(jí)譜+人工解譜+人工核對(duì)二級(jí)譜鑒定出中藥特有物質(zhì)更多、更準(zhǔn)。
5茶褐素促進(jìn)膽固醇降解的機(jī)制挖掘
既然結(jié)合組學(xué)的技術(shù)手段發(fā)現(xiàn)了普洱茶起降脂作用的主要療效成分是茶褐素,那么接下來(lái)就是深入的機(jī)制研究的部分了,既然涉及到機(jī)制,就不得不聊到代謝通路了,圖6a是KEGG中膽汁酸分泌的代謝通路,看起來(lái)相當(dāng)復(fù)雜 (*/ω\*) .....我們來(lái)畫(huà)一下重點(diǎn),重點(diǎn)看一下圖6b,游離膽汁酸(BA)結(jié)合FXR激活SHP,而SHP會(huì)抑制CYP7A1,而CYP7A1,CYP8B1等蛋白是膽汁酸合成的相關(guān)蛋白,所以是不是游離膽汁酸減少FXR也會(huì)受到影響呢?


圖6膽汁酸分泌代謝途徑
作者分別用普洱茶和茶褐素處理小鼠發(fā)現(xiàn),F(xiàn)XR等基因的含量和表達(dá)確實(shí)降低了,同時(shí)和FXR負(fù)調(diào)控相關(guān)的CYP7A1等表達(dá)量上升了(圖7),從而促進(jìn)膽固醇合成為膽汁酸,降低膽固醇水平。

圖7共軛膽汁酸抑制FXR-FGF15誘導(dǎo)肝臟膽汁酸合成
代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享,為了進(jìn)一步證實(shí)FXR活性的降低是不是由共軛膽汁酸積累導(dǎo)致的,結(jié)合共軛膽汁酸的喂食等驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)證實(shí)了共軛膽汁酸的增加確實(shí)具有和茶褐素處理類(lèi)似的效果,均可以使游離膽汁酸升(圖8a),并抑制了腸道中FXR - FGF15的表達(dá)量,進(jìn)而激活了肝臟膽汁酸合成相關(guān)蛋白的表達(dá)量,膽固醇降解產(chǎn)生的膽汁酸又會(huì)激活肝臟中FXR - SHP的信號(hào),從而激活肝臟膽汁酸合成替代途徑CYP7B1的活性,進(jìn)一步促進(jìn)膽固醇分解(圖8b)。

圖8FXR-FGF15和FXR-SHP通過(guò)膽汁酸替代突進(jìn)調(diào)節(jié)膽汁酸的合成
BIOTREE | 膽汁酸高通量靶標(biāo)定量?jī)?yōu)勢(shì)
特異性:適宜的樣本前處理方法,充分提取樣本中膽汁酸物質(zhì);
定性定量準(zhǔn):構(gòu)建標(biāo)品數(shù)據(jù)庫(kù),每個(gè)物質(zhì)選擇合適的離子對(duì)進(jìn)行定量檢測(cè),確保定性定量準(zhǔn)確。
再結(jié)合糞菌移植等手段,最終得到了這樣的一個(gè)可能的調(diào)控途徑(圖9)。

圖9茶褐素調(diào)整膽固醇水平的機(jī)制
在肝臟中存在FXR-SHP信號(hào)通路,會(huì)抑制膽固醇降解經(jīng)典途徑的關(guān)鍵蛋白CYP8B1,激活膽固醇降解替代途徑的關(guān)鍵蛋白CYP7B1;而腸道中存在FXR-FGF15則會(huì)同時(shí)抑制肝臟中膽固醇降解的兩條途徑的關(guān)鍵蛋白(圖9a)。那茶褐素的作用就是調(diào)整腸道中產(chǎn)BSH酶的菌群豐度,使共軛膽汁酸無(wú)法在BSH酶的催化下變成游離膽汁酸堆積在腸道,而堆積的共軛膽汁酸會(huì)抑制腸道中的FXR-FGF15信號(hào)通路,從而解除對(duì)于膽固醇降解關(guān)鍵蛋白CYP8B1、CYP7B1的抑制,促進(jìn)膽固醇降解(圖9b)。
總而言之~(*^▽^*)
總而言之就是不喝普洱茶,F(xiàn)XR會(huì)抑制膽固醇降解,喝了普洱茶,改變菌群,提高了共軛膽汁酸的含量,共軛膽汁酸會(huì)抑制FXR,膽固醇降解不被抑制……減肥成功~