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本文由木子依蟲編譯，董小橙、江舜堯編輯。 原創(chuàng)微文，歡迎轉(zhuǎn)載。 導 讀 據(jù)報道，綠茶提取物和茶多酚制劑具有減輕或預防肥胖、糖尿病和相關疾病的作用，不同劑量的攝入茶多酚可降低高脂飲食小鼠的體重，并降低腸道中厚壁菌與擬桿菌的比例。但是尚不清楚這些結果是否是由茶多酚干預引起，以及腸道菌群在此過程中的作用機制尚不明確。在本文中，我們研究并比較了綠茶多酚（PPE）和紅茶多酚（TFs）對db/db小鼠（糖尿病和肥胖癥模型小鼠）疾病的發(fā)展以及腸道菌群的影響，結果表明，在db/db雌鼠飲食中添加PPE（0.1%）7周后，能降低空腹血糖水平和腸系膜脂肪，同時增加血清胰島素水平，保護胰島β細胞免受損傷，而TFs則基本無效。通過對小鼠腸道內(nèi)部六個不同取樣點菌群測序分析顯示，PPE和TFs處理顯著改變了小鼠菌群結構，將這些關鍵菌群進一步劃分為11個共豐度群（CAGs）,其中盲腸和結腸中的CAGs6和7（主要是厚壁菌門和擬桿菌門）在PPE處理組顯著增多，且與血糖水平呈負相關；CAG10在PPE和TFs組均降低，且與血糖水平正相關。 論文ID 原名：Green Tea Polyphenols Modify the Gut Microbiome in db/db Mice as Co-Abundance Groups Correlating with the Blood Glucose Lowering Effect 譯名：綠茶多酚改變db/db小鼠腸道菌群作為共豐度集與血糖降低有關 期刊：Molecular Nutrition and Food Research IF：5.151 發(fā)表時間：2019.1 通訊作者：趙立平,Chung S Yang 作者單位：羅格斯,新澤西州立大學(Rutgers, The State University of New Jersey) 試驗設計 將db/db小鼠分為對照、PEE和TFs處理組，PEE和TFs處理組分別在飲食中添加0.1%PEE和TFs，飼養(yǎng)7周，在1、3、6周測量小鼠空腹血糖水平，測血清中胰島素水平，7周后，處理小鼠，取小鼠各臟器。同時將回腸、盲腸和結腸內(nèi)容物送測序分析，對測序結果進行聚類分析，得到各共豐度群（CAGs），將各個CAGs的變化與空腹血糖水平和胰島素水平進行相關性分析。 圖1 實驗設計和結果概括 試驗結果 1 PEE和TFs處理對db/db小鼠生活的影響 通過對三組小鼠每天的體重、進食量和攝水量進行監(jiān)測，結果顯示三組小鼠均能健康生活，體重、進食量無明顯變化，而PEE和TFs組攝水量明顯少于對照組。 圖2 三組小鼠體重、進食和攝水量的比較 2 PEE和TFs處理對db/db小鼠血糖水平和胰島素水平的影響 對各組小鼠的肝、脾、胰腺和脂肪進行稱重，結果顯示經(jīng)PPE和TFs處理后，肝和脾重量無明顯變化。TFs組胰腺重量明顯增加(22%)。PPE組腸系膜脂肪的重量顯著降低(19%)。血糖檢測結果表明，經(jīng)PPE治療的小鼠空腹血糖水平明顯降低，TFs在第3周和第6周似乎也降低了血糖水平，但差異沒有統(tǒng)計學意義（圖3a）。由于小鼠生長時間會對db/db小鼠胰腺β細胞進行損害，導致血液胰島素水平會降低（圖3b)，PPE的治療顯著地防止了第3和第6周血清胰島素水平的降低，而TFs在第1周和第3周能防止下降，但在第6周則不然。 圖3 PEE和TFs對小鼠血糖水平和胰島素水平的影響 3 PEE和TFs處理對db/db小鼠胰腺組織和β-細胞的影響 db/db小鼠7周后胰腺的組織病理學檢查顯示出急性，慢性或隔膜炎癥和組織或脂肪壞死融合的區(qū)域，PPE和TFs組則沒有產(chǎn)生顯著變化。正常野生型小鼠胰島細胞呈卵圓形，與周圍外分泌細胞呈規(guī)則的界面，抗胰島素抗體染色均勻、密集。相比之下，db/db小鼠(對照組)胰島細胞的大小和染色強度降低，胰島內(nèi)出現(xiàn)大量標記細胞，相鄰的β細胞標記非常稀疏；PPE組胰島整體大小和染色強度的下降幅度較對照組小，β細胞胰島素標記的變化較大，部分細胞染色較強，而另一些細胞呈較弱的顆粒狀，反映胰島素顆粒的減少（圖4e）；在TFS組中，染色胰島的數(shù)量和大小顯著降低（圖4f)，顯示在胰島內(nèi)隨機分布的染色單體細胞數(shù)量的顯著降低，與db/db對照組相似。進一步用ScanScope分析胰島素染色強度（圖4g）和隨后的Tukey多重比較試驗表明，db / db小鼠的胰腺β細胞嚴重受損，PPE能顯著阻止這種損害，但TFs無效。 圖4 三組小鼠胰腺病變情況比較 4 PEE和TFs處理對db/db小鼠腸道菌群的影響 4.1 腸道不同部位的微生物結構變化 對六個不同的采樣部位的腸道微生物整體豐度用α多樣性加以評價，結果PPE組在盲腸黏膜中的菌群數(shù)量顯著增多，Shannon指數(shù)評價結果顯示，PPE組在結腸粘膜中顯著地提高細菌群落的豐度和均勻度。β多樣性研究結果表明不同取樣部位的微生物組成差異顯著，在盲腸粘膜、結腸粘膜和結腸內(nèi)容物三個取樣點上，三組動物兩兩之間檢測結果均有顯著性差異。 圖5 不同取樣部位菌群β多樣性分析 4.2 組間差異的OTU分型 經(jīng)分析有32，30，30和23個OTUs，分別解釋了處理組在盲腸黏膜、結腸含量、結腸粘膜和盲腸內(nèi)容物中的微生物差異。采用Random Forest algorithm算法最終找到61個形成組間差異的關鍵OTUs。利用SparCC分析將61個OTUs分成11個共豐度群,結果表明，由PPE和TF引起的關鍵OTU的變化在整個腸道中是相似的。 5 CAGs與血糖、胰島素水平的關系 運用Spearman秩相關系數(shù)來表征CAGs與小鼠血糖水平之間的關系，結果顯示在盲腸和結腸中CAGs 6、7與空腹血糖水平呈負相關，CAG10與空腹血糖水平呈正相關；相反，CAGS 6和7與空腹胰島素水平呈正相關，CAG10與空腹胰島素水平呈負相關（圖6）。對照組CAGS 6和7豐度低(小于1%)，PPE組顯著升高，TFS組無或輕度升高。CAG10在PPE和TFs組均降低。 圖6 CAGs與血糖、胰島素水平的關系 結 論 本研究證明口服給予db/db小鼠標準化綠茶多酚制劑PPE（飲食中添加0.1％）可顯著降低空腹血糖水平，增加血液中的胰島素水平并減少胰腺β細胞的損害。這些結果表明，在db/db小鼠糖尿病狀態(tài)的進展過程中，PPE可通過其抗氧化活性保護胰腺β細胞免受損傷。此外，PPE還可降低db/db小鼠的攝水量，這一作用與抗糖尿病藥物羅格列酮一致，而紅茶多酚TFs效果不佳或無效。通過對db/db小鼠菌群結構進行分析，證明PPE降低db/db小鼠空腹血糖水平的作用與盲腸和結腸中CAGs 6、7中細菌豐度的增加呈正相關，而與CAG10中的細菌豐度呈負相關，因此改變腸道微生物區(qū)系的特定功能基團，可顯著促進綠茶多酚的有益作用，但腸道微生物群在介導綠茶多酚健康效應中的作用程度和機制仍需進一步的研究。
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