乳铁蛋白通过调节肠道菌群减轻肥胖小鼠的慢性低度炎症反应

Lactoferrin alleviates chronic low‑grade inflammation response in obese mice by regulating intestinal flora.

作者信息Wuji Wang, Jing Zhang, Yanyi Li, Si Su, Lisi Wei, Li Li, Rilebagen Hu
PMID38873986
发布时间2024-08
DOI10.3892/mmr.2024.13262

实验完整度

中

包含动物模型实验,检测血脂、炎症因子、肠道紧密连接蛋白及16S rRNA菌群分析,但缺少功能验证和机制验证实验。

主要模型

C57BL/6小鼠高脂饮食诱导肥胖模型

重点核对

C57BL/6小鼠,3周龄,雄性,平均体重17±1 g 高脂饮食(能量比:蛋白质18.14%,脂肪60.65%,碳水化合物21.22%) 2%乳铁蛋白水溶液,从高脂饮食2周后开始干预 干预时间共12周 样本量:每组10只小鼠

摘要

慢性低度炎症将肥胖定义为一种代谢性疾病。肠道菌群结构的改变与肥胖密切相关。乳铁蛋白(LF)具有调节肠道菌群的生物学功能。本研究旨在基于肠道菌群,探讨LF在肥胖小鼠中的治疗和抗炎作用。将30只C57BL/6小鼠分为三组,每组10只。一组喂正常饮食(K组),另一组喂高脂饮食(M组),其余一组在高脂饮食2周后从常规饮水改为饮用2% LF水(Z2组);所有小鼠喂养12周。实验结束后,评估小鼠血脂和脂多糖水平、炎症因子水平及肠道紧密连接蛋白。使用16S核糖体RNA测序分析小鼠粪便样本。结果表明,LF降低了肥胖小鼠血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平,升高了高密度脂蛋白水平,抑制了代谢性内毒素血症,并减轻了慢性低度炎症反应。此外,LF上调了肠道中zonula occludens-1和occludin蛋白表达水平,从而改善肠道屏障完整性。LF改变了肥胖小鼠的肠道微生物结构,降低了厚壁菌门与拟杆菌门的比值,增加了Alistipes、酸杆菌门、嗜冷杆菌和Bryobacter的相对丰度。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
乳铁蛋白对高脂饮食诱导的肥胖小鼠的慢性低度炎症是否具有改善作用,以及其作用是否与调节肠道菌群有关?
核心机制
乳铁蛋白可能通过调节肠道菌群结构(降低Firmicutes/Bacteroidota比例,增加Alistipes、Acidobacteriota、Psychrobacter和Bryobacter等有益菌丰度)和上调肠道紧密连接蛋白(ZO-1和occludin)表达,改善肠道屏障完整性,减少LPS进入血液循环,从而减轻慢性低度炎症反应。
主要证据
动物实验显示,乳铁蛋白干预显著降低肥胖小鼠血清TG、LDL-C水平,升高HDL-C水平,降低血清LPS、IL-1β和IL-6水平;上调肠紧密连接蛋白表达(无显著性);16S rRNA测序显示改变肠道菌群结构。
研究意义
本研究为乳铁蛋白作为安全、抗肥胖治疗药物提供了理论基础。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

动物模型建立与分组干预

建立高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型,并评估乳铁蛋白的干预效果。

C57BL/6小鼠适应1周后,分为正常饮食组(K)、高脂饮食模型组(M)、高脂饮食+2%乳铁蛋白饮水组(Z2)。Z2组在高脂饮食2周后开始饮用2% LF水。共喂养12周。

2

血脂及炎症指标检测

评估乳铁蛋白对肥胖小鼠血脂水平、内毒素血症和炎症因子的影响。

实验结束后,采集血清,检测TC、TG、LDL-C、HDL-C水平,以及LPS、IL-1β、IL-6和TNF-α水平。

3

肠道紧密连接蛋白表达检测

评估乳铁蛋白对肠道屏障功能的影响。

取小鼠小肠组织,提取RNA和蛋白,通过RT-qPCR和Western blot检测ZO-1和occludin的表达。

4

肠道菌群16S rRNA测序分析

分析乳铁蛋白对高脂饮食小鼠肠道菌群结构和多样性的影响。

收集小鼠粪便,提取DNA,扩增16S rRNA V4区,进行NovaSeq6000测序,进行α多样性、β多样性及LEfSe分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
乳铁蛋白The Tatua Co-operative Dairy Company Ltd.--
高脂饲料Jiangsu Xietong Pharmaceutical Bio-engineering Co., Ltd.--
正常饲料Jiangsu Xietong Pharmaceutical Bio-engineering Co., Ltd.--
总胆固醇检测试剂盒Jiangsu Aidisheng BiotechnologyADS-W-ZF014
甘油三酯检测试剂盒Jiangsu Aidisheng BiotechnologyADS-W-ZF013
低密度脂蛋白检测试剂盒Jiangsu Aidisheng BiotechnologyADS-0428M1
高密度脂蛋白检测试剂盒Jiangsu Aidisheng BiotechnologyADS-0459M1
脂多糖ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., Ltd.MM-0634M1
白细胞介素-6 ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., Ltd.MM-0163M1
白细胞介素-1β ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., Ltd.MM-0040M1
肿瘤坏死因子-α ELISA试剂盒Jiangsu Meimian Industrial Co., Ltd.MM-0132M1
TransZol试剂TransGen Biotech Co., Ltd.--
cDNA合成试剂盒Takara Bio, Inc.--
SYBR Green实时荧光定量PCR预混液Toyobo Life Science--
7300实时荧光定量PCR仪Thermo Fisher Scientific, Inc.--
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
蛋白酶抑制剂混合物Baiaolaibo Technology, Inc.--
BCA蛋白定量试剂盒Epizyme Biomedical Technology, Inc.--
PVDF膜----
ZO-1抗体BIOSSbs-1329R
Occludin抗体BIOSSbs-10011R
β-actin抗体Shanghai Abways Biotechnology Co., Ltd.AB0035
HRP标记的二抗Beyotime Institute of BiotechnologyA0208
增强化学发光试剂盒Sangon Biotech Co., Inc.--
十六烷基三甲基溴化铵----
Phusion高保真PCR预混液New England BioLabs, Inc.--
TruSeq DNA无PCR样本制备试剂盒New England BioLabs, Inc.--
Qubit 2.0荧光计Thermo Fisher Scientific, Inc.--
NovaSeq6000测序仪Illumina, Inc.--
SPSS统计软件IBM Corp.--
GraphPad Prism绘图软件Dotmatics--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
小鼠品系、性别、周龄、体重、饲养环境及分组方式;高脂饲料成分及能量比例;乳铁蛋白浓度及干预起始时间。
阅读提示:Materials and methods: Materials and animals, Experimental design
血脂及炎症指标检测
采血方式、血清分离条件;检测试剂盒品牌及货号;检测方法(ELISA等)。
阅读提示:Materials and methods: Serum chemistry analysis
肠道紧密连接蛋白检测
组织取材部位、蛋白提取方法、抗体稀释比例及来源;RT-qPCR引物序列及反应条件。
阅读提示:Materials and methods: Reverse transcription-quantitative PCR, Western blotting
肠道菌群分析
粪便采集方式、DNA提取方法、16S rRNA测序区域及引物、测序平台及生物信息学分析流程。
阅读提示:Materials and methods: Gut microbiota analysis