来自勃氏甜龙竹笋的可溶性膳食纤维通过调节小鼠肠道微生物紊乱改善肝损伤

Soluble dietary fiber from Dendrocalamus brandisii (Munro) Kurz shoot improves liver injury by regulating gut microbial disorder in mice.

作者信息Yufan Dong, Yuhong Guo, Qin Li, Yihe Zhao, Jianxin Cao
PMID38808162
发布时间2024-05-16
DOI10.1016/j.fochx.2024.101472

实验完整度

包含MCD诱导NAFLD小鼠模型、组织病理学分析、肝功能及炎症因子检测、粪便短链脂肪酸检测和16S rRNA高通量测序等多个层次,并进行了肠道菌群与炎症指标的关联分析。

主要模型

MCD饮食诱导的NAFLD小鼠模型(昆明小鼠)

重点核对

MCD饮食喂养8周诱导NAFLD模型 DS-SDF剂量(低200 mg/kg/day,中500 mg/kg/day,高1000 mg/kg/day,灌胃给药) 正常饮食组(NFD)作为对照 每组8只小鼠 ALT、AST、TNF-α、IL-1β、IL-6检测

摘要

竹笋长期以来被视为营养健康的食品。它热量低,富含优质膳食纤维(DF),使其成为潜在的膳食纤维资源。然而,勃氏甜龙竹笋来源的可溶性膳食纤维(DS-SDF)对蛋氨酸和胆碱缺乏(MCD)饮食诱导的非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的保护机制尚不清楚。本研究旨在探讨DS-SDF对MCD饮食诱导小鼠肠道菌群的调节作用及其对肝损伤的潜在保护作用。通过MCD饮食喂养8周诱导NAFLD模型。通过观察肝功能及肠道微生物的变化,发现补充DS-SDF能抑制肝脏炎症、改善肝损伤、调节肠道微生物多样性、增加有益菌和产短链脂肪酸菌的丰度,并逆转MCD饮食引起的小鼠肠道紊乱。本研究表明,补充DS-SDF可通过调节肠道菌群组成、改善肝功能和抑制炎症反应来治疗NAFLD。这可能拓宽DS-SDF高值化利用的思路。

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
DS-SDF能否通过调节肠道微生物紊乱改善MCD饮食诱导的NAFLD小鼠肝损伤?
核心机制
DS-SDF通过调节肠道菌群组成,增加有益菌和产短链脂肪酸菌的丰度,提高短链脂肪酸水平,抑制肝脏炎症反应,从而改善肝损伤。
主要证据
在MCD饮食诱导的NAFLD小鼠模型中,DS-SDF干预改善了肝脏组织病理学变化,降低了AST和ALT水平以及TNF-α、IL-1β、IL-6水平,增加了粪便中短链脂肪酸含量,并逆转了MCD饮食引起的肠道菌群失调,增加了有益菌和产SCFAs菌的丰度。
研究意义
本研究为NAFLD治疗提供了一种新的途径,并为DS-SDF作为功能性食品的应用提供了理论基础。

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

建立NAFLD小鼠模型

验证DS-SDF对肝损伤的保护作用,需要先建立NAFLD模型。

40只雄性昆明小鼠随机分为5组,包括正常饮食(NFD)组和MCD饮食组,MCD饮食喂养8周诱导NAFLD。

2

DS-SDF干预

评估不同剂量DS-SDF对NAFLD小鼠的影响。

MCD饮食组分别灌胃给予低、中、高剂量DS-SDF(200、500、1000 mg/kg/day),对照组给予饮用水,持续8周。

3

组织病理学评估

观察DS-SDF对肝脏和胰腺组织病理变化的影响。

取小鼠肝脏和胰腺组织,进行H&E染色,显微镜下观察组织形态。

4

肝功能及炎症因子检测

评估DS-SDF对肝损伤和炎症的改善作用。

检测血清中ALT和AST活性,以及肝脏中TNF-α、IL-1β和IL-6水平。

5

粪便短链脂肪酸检测

评估DS-SDF对肠道菌群代谢产物SCFAs的影响。

收集小鼠粪便,用75%甲醇提取,通过LC-MS(AB 6500)检测乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸和总SCFA含量。

6

肠道菌群分析

评估DS-SDF对肠道菌群多样性和组成的影响。

提取粪便基因组DNA,进行16S rRNA V3-V4区域PCR扩增,高通量测序,分析α多样性和β多样性,并比较门和属水平菌群组成。

7

关联分析

探索肠道菌群与肝脏炎症指标之间的关系。

通过Spearman相关分析,评估关键菌属与肝功能及炎症指标的相关性。

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
耐高温α-淀粉酶Yuan-chun Biotechnology Co., Ltd. (Shanghai, China)--
中性蛋白酶Yingxin Laboratory Equipment Co., Ltd. (Shanghai, China)--
葡萄糖苷酶Yingxin Laboratory Equipment Co., Ltd. (Shanghai, China)--
蛋氨酸和胆碱缺乏饮食(MD12052)Jiangsu Medicience Biomedicine Co., Ltd.--
ALT检测试剂盒Shandong Biobase Biodusty Co., Ltd.70111
AST检测试剂盒Shandong Biobase Biodusty Co., Ltd.70110
TNF-α ELISA试剂盒Wuhan Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-M3063
IL-1β ELISA试剂盒Wuhan Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-M0037c
IL-6 ELISA试剂盒Wuhan Elabscience Biotechnology Co., Ltd.E-EL-M0044c
粪便基因组DNA提取试剂盒Tiangen Biotech Co., Ltd. (Beijing, China)--
通用DNA纯化试剂盒Tiangen Biotech Co., Ltd. (Beijing, China)--
NEB Next® Ultra TM II FS DNA PCR-free 文库构建试剂盒New England Biolabs, Inc.--
显微镜(CX43,奥林巴斯,东京,日本)Olympus--
酶标仪(WD-2012B)Liuyi biotechnology, Beijing, China--
液相色谱-质谱联用仪(AB 6500)AB--
NovaSeq 6000测序仪Illumina--

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
小鼠品系、性别、年龄、体重、饲养环境、适应期、分组及数量
阅读提示:见Materials and methods的2.3 Animal experiments
DS-SDF干预
DS-SDF剂量(200, 500, 1000 mg/kg/day)、给药方式(灌胃)、频率(每日)、持续时间
阅读提示:见Materials and methods的2.3 Animal experiments
肝功能检测
ALT和AST活性检测的具体方法、试剂盒使用步骤、波长
阅读提示:见Materials and methods的2.6 Detection of liver function and inflammatory factor release
炎症因子检测
TNF-α、IL-1β、IL-6水平检测的组织来源(肝脏)和具体ELISA步骤
阅读提示:见Materials and methods的2.6 Detection of liver function and inflammatory factor release
SCFAs检测
粪便样本处理、提取溶剂(75%甲醇)、离心条件、LC-MS参数
阅读提示:见Materials and methods的2.7 Detection of fecal SCFAs
肠道菌群分析
DNA提取方法、16S rRNA引物序列、PCR条件、测序平台和数据分析流程
阅读提示:见Materials and methods的2.8 Fecal genomic DNA extraction and PCR amplification及2.9 High-throughput sequencing