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桑椹中的“紫色降脂力量”C3R!J Nutr Biochem:矢车菊素-3-芸香糖苷可调节肠道菌群,改善血脂异常的新希望

来源:生物谷原创 2025-01-08 11:00

桑椹来源的矢车菊素-3-芸香糖苷(C3R)能改善高脂饮食小鼠血脂异常,其机制为调节肠道菌群和激活MAPK、Rap1、Ras、PI3K-Akt等脂质代谢相关通路,为血脂管理提供新方向。

在当今社会,血脂异常已成为全球范围内极为普遍的健康隐患,严重威胁着人们的心血管健康,进而引发一系列如糖尿病、动脉粥样硬化、酒精性脂肪肝等代谢性疾病,给社会带来沉重的医疗与经济负担。在应对血脂异常的策略中,饮食干预作为药物治疗的关键补充手段,一直是研究热点。

近期一项发表于J Nutr Biochem的研究Cyanidin-3-rutinoside from Mori Fructus ameliorates dyslipidemia via modulating gut microbiota and lipid metabolism pathway聚焦于桑椹中的矢车菊素-3-芸香糖苷(C3R),深入探究了其对血脂异常的影响及潜在机制。桑椹作为亚洲传统的药食两用资源,富含黄酮类、酚酸类、生物碱类及多糖等多种成分,具有护肝、免疫调节、抗氧化等多种药理活性。其中,花青素是其重要的活性成分之一,而C3R更是主要的花青素成分。此前,关于桑椹来源的C3R在降脂方面的作用及机制尚未明晰,本研究为此展开了深入探索。

在此研究中,研究人员选取了24只体重在25±2 g的雌性ICR小鼠,随机分为三组:正常对照组、高脂饮食(HFD)组和HFD+C3R组。正常对照组给予脂肪含量4.5%、碳水化合物50%、蛋白质22%的正常饲料,总热量为6.095 kcal/kg;HFD组给予脂肪22%、碳水化合物35%、蛋白质21%的高脂饲料,总热量达10.516 kcal/kg。自实验第1周起,正常对照组和HFD组给予等体积蒸馏水,C3R组则以100 mg/kg的剂量口服C3R。经过12周的持续干预,对小鼠进行全面检测。

实验结果令人瞩目。与正常对照组相比,HFD组小鼠体重显著增加,血脂指标全面恶化,血清总胆固醇(TC)升高68.8%、甘油三酯(TG)升高180.8%、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-c)升高139.9%,而高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)降低73.5%。肝脏组织出现严重损伤,肝脏重量和肝指数大幅上升,肝组织切片显示明显的脂肪变性和大量脂质沉积,血清ALT和AST水平显著升高,口服葡萄糖耐量测试(OGTT)表明糖耐量受损严重,胰岛素水平升高146.4%。

而C3R处理后的小鼠,与HFD组相比,体重增长得到有效控制,血清TC降低8.6%、TG降低15.1%、LDL-c降低13.6%,HDL-c升高82.0%。肝脏重量和肝指数显著下降,肝组织损伤明显减轻,脂肪变性得到改善,ALT和AST水平降低,OGTT结果显著改善,胰岛素水平降低19.1%,非酒精性脂肪肝症状也得到缓解。

图1. 桑椹来源的C3R减轻了高脂饮食诱导的血脂异常

在肠道菌群研究方面,研究人员运用16S rRNA基因测序技术进行分析。结果显示,C3R并未改变肠道菌群的总体多样性,在alpha多样性的Chao1、ACE、Shannon和Simpson指数以及beta多样性的主坐标分析(PCoA)中,C3R组与HFD组无明显分离。但在菌群组成上,C3R引发了显著变化。在门水平,HFD组拟杆菌门相对丰度较正常对照组降低(30.88% vs 36.98%),C3R处理后升高至42.00%;厚壁菌门在正常对照组和HFD组相似,C3R组降低至44.61%;变形菌门在HFD组富集,C3R组略有下降;疣微菌门在HFD组和C3R组均高于对照组,且C3R组增加更明显。在属水平,C3R逆转了HFD引起的多个属的变化,如使Muribaculaceae_ge等属的丰度恢复,同时使Family_XIII_UCG-001等属的丰度发生改变,且Family_XIII_UCG-001与HDL-c呈正相关,与TC、TG、LDL-c、胰岛素和体重呈负相关。

图2. C3R对肠道微生物群多样性和群落的影响

转录组学分析表明,C3R激活了MAPK、Rap1、Ras和PI3K-Akt等脂质代谢相关信号通路,这些通路中的关键基因表达上调。进一步的相关性分析显示,C3R富集的Family_XIII_UCG-001属与Camk2a、Eef1a2、Gad1、Kif5a和Sv2b等基因呈负相关,而这些基因与血脂异常指标正相关,与HDL-c负相关,表明C3R可能通过调节肠道菌群抑制这些基因表达,从而改善脂质代谢紊乱。

图3. 展示肠道微生物属、肝脏基因表达和药理学指标之间详细联系的桑基图

综上所述,本研究首次证实了桑椹中的C3R能够有效改善HFD诱导的小鼠血脂异常。其作用机制主要包括调节肠道菌群组成以及激活脂质代谢相关信号通路。这一研究成果为血脂异常的日常管理提供了全新的潜在策略和研究方向,也为后续深入探究C3R在人体中的应用奠定了坚实基础,有望在未来为血脂异常患者带来新的希望与曙光,推动医药领域在代谢性疾病防治方面迈出重要一步。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Zhong S, Yang YN, Huo JX, et al. Cyanidin-3-rutinoside from Mori Fructus ameliorates dyslipidemia via modulating gut microbiota and lipid metabolism pathway. J Nutr Biochem. Published online December 16, 2024. doi:10.1016/j.jnutbio.2024.109834

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