腸道菌群與長鏈脂肪酸代謝關(guān)鍵酶表達(dá)的相關(guān)性研究

腸道菌群與長鏈脂肪酸代謝關(guān)鍵酶表達(dá)的相關(guān)性研究隨著人們生活水平的提高,人們對于健康的需求也越來越高。不良的飲食習(xí)慣、運(yùn)動過少等原因引發(fā)了許多疾病,很重要一部分是由脂質(zhì)代謝紊亂引發(fā)的肥胖、糖尿病、高血壓等疾病。腸道微生物與人體的健康密切相關(guān),且對機(jī)體脂類代謝有顯著影響。菌群與宿主相互作用,共同調(diào)控機(jī)體脂類代謝,但至今并未明確是哪些腸道微生物在代謝性疾病的發(fā)病過程中起關(guān)鍵性作用,對其進(jìn)行深入研究,可從腸道菌群角度為預(yù)防和治療這些脂質(zhì)代謝紊亂引發(fā)的疾病提供新的靶點(diǎn)。膳食長鏈脂肪酸代謝是脂質(zhì)代謝的重要組成部分,與代謝性疾病和營養(yǎng)密切相關(guān),代謝途徑包括:游離長鏈脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入小腸細(xì)胞;小腸細(xì)胞中乳糜微粒的合成與分泌;乳糜微粒的降解。涉及的關(guān)鍵酶包括:(1)參與長鏈脂肪酸膜轉(zhuǎn)運(yùn)的脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4(FATP4)、脂肪酸結(jié)合蛋白4(FABP4)。(2)參與乳糜微粒合成與分泌的單酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶2(MGAT2)、二酰甘油?；D(zhuǎn)移酶1(DGAT1)。(3)乳糜微粒降解過程中所需的脂蛋白脂肪酶(LPL)。目前,腸道菌群與機(jī)體脂肪酸代謝酶表達(dá)的相關(guān)性鮮有研究,因此本課題研究了腸道菌群與長鏈脂肪酸代謝關(guān)鍵酶表達(dá)的相關(guān)性:1)研究了短鏈脂肪酸(SCFA)對3T3-L1前脂肪細(xì)胞分化的影響及機(jī)制:SCFA由腸道微生物發(fā)酵過程產(chǎn)生,主要包括:乙酸、丙酸和丁酸。利用MTT探究了SCFA對3T3-L1細(xì)胞存活率的影響,結(jié)果表明,乙酸、丙酸和丁酸處理后,安全濃度分別為0-6.4mM、0-3.2mM和0-0.8mM;利用油紅O染色法定性分析脂肪細(xì)胞分化程度,甘油三酯試劑盒定量檢測甘油三酯含量,結(jié)果顯示乙酸、丙酸和丁酸都促進(jìn)了3T3-L1脂肪細(xì)胞的分化;實(shí)時熒光定量PCR(qRT-PCR)和westernblot測定成熟脂肪細(xì)胞中脂肪酸代謝關(guān)鍵酶的表達(dá),結(jié)果顯示SCFA顯著上調(diào)了脂肪酸合成酶(FAS)、LPL、FATP4、FABP4的表達(dá)(P<0.05)。因此,SCFA對脂肪細(xì)胞脂肪酸代謝酶的表達(dá)有顯著促進(jìn)作用,可能通過調(diào)節(jié)脂肪酸代謝關(guān)鍵酶的表達(dá)促進(jìn)了脂質(zhì)的積累。2)采用頭孢曲松鈉灌胃誘導(dǎo)小鼠腸道菌群失調(diào),研究了抗生素對小鼠腸道菌群組成及長鏈脂肪酸代謝關(guān)鍵酶表達(dá)的影響。通過宏基因組分析小鼠優(yōu)勢菌群的結(jié)構(gòu)變化,結(jié)果顯示頭孢曲松鈉灌胃后引起小鼠糞便中厚壁菌門(梭菌綱、梭菌目)增加,擬桿菌門(擬桿菌綱、擬桿菌目、擬桿菌科、擬桿菌屬)減少,造成小鼠糞便中短鏈脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著下降,血清中脂多糖(LPS)質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著升高;采用qRT-PCR法測定長鏈脂肪酸代謝酶mRNA的表達(dá),發(fā)現(xiàn)抗生素灌胃后顯著上調(diào)FABP4、LPL、FATP4mRNA的表達(dá),顯著下調(diào)DGAT1和MGAT2mRNA的表達(dá)。這些數(shù)據(jù)表明抗生素處理造成了小鼠腸道菌群失調(diào),同時伴隨著機(jī)體長鏈脂肪酸代謝關(guān)鍵酶表達(dá)的異常。3)采用高脂飲食飼喂小鼠,建立高脂飲食腸道菌群失衡模型,研究了高脂飲食對小鼠腸道菌群組成及長鏈脂肪酸代謝關(guān)鍵酶表達(dá)的影響。通過宏基因組分析腸道菌群組成,結(jié)果表明高脂飲食后引起小鼠糞便中擬桿菌門(擬桿菌綱、擬桿菌目、擬桿菌科、擬桿菌屬)增加,厚壁菌門(梭菌綱、梭菌目、毛螺菌科、梭菌XlVa))減少,造成糞便中乙酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著下降,血清中脂多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著升高;通過qRT-PCR法測定長鏈脂肪酸代謝酶mRNA的表達(dá),結(jié)果顯示高脂飲食后可顯著上調(diào)FABP4、LPL、FATP4、DGAT1、MGAT2mRNA的表達(dá)。這些數(shù)據(jù)表明高脂飲食造成小鼠腸道菌群失調(diào),并且高脂飲食所致脂肪酸代謝紊亂可能與FABP4、LPL、FATP4、DGAT1、MGAT2mRNA的表達(dá)顯著升高有關(guān)。4)將抗生素處理模型與高脂飲食模型進(jìn)行整合,利用IBMSPSSStatistics22軟件進(jìn)行相關(guān)性