肥胖是一種復(fù)雜的代謝性疾病,與腸道菌群有一定的聯(lián)系,。為分析大豆和豬肉來源的高蛋白飲食對小鼠肥胖的干預(yù)作用及對腸道菌群結(jié)構(gòu)的影響,揚州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院/中餐非遺技藝傳承文化和旅游部重點實驗室的王濤,，季珊珊，湯鑫磊,，李倩,，王恒鵬，姜松松,，揚州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院/中餐非遺技藝傳承文化和旅游部重點實驗室,，揚州大學(xué)中餐繁榮基地的孟祥忍采用高脂膳食誘導(dǎo)構(gòu)建C57BL/6J小鼠肥胖模型,隨后將肥胖小鼠按體質(zhì)量隨機(jī)分為4組,高脂飲食(HF)組、普通恢復(fù)(NR)組,、高大豆蛋白飲食(HSP)組和高豬肉蛋白飲食(HPP)組,進(jìn)行為期12周的膳食干預(yù),同時設(shè)置空白對照(NC)組,通過對炎癥因子及脂肪結(jié)構(gòu)等指標(biāo)的檢測,分析大豆和豬肉來源的高蛋白飲食對肥胖小鼠的干預(yù)作用;同時,取盲腸內(nèi)容物通過16SrRNA高通量測序技術(shù)分析各組小鼠腸道菌群的差異性,。與NR組相比,HSP組及HPP組小鼠體質(zhì)量和血清脂多糖水平、腫瘤壞死因子α質(zhì)量濃度均有不同程度的下降;同時,肝臟蘇木精-伊紅染色和油紅O染色結(jié)果顯示,HSP組和HPP組小鼠肝臟脂肪沉積明顯減輕(P<0.05),。高脂飲食和高蛋白飲食顯著降低了小鼠腸道菌群物種豐富度及進(jìn)化關(guān)系的多樣性,而對物種多樣性與均勻度無顯著影響(P>0.05),。高蛋白飲食改善了小鼠的肥胖,并改變了肥胖小鼠的腸道菌群結(jié)構(gòu)。研究旨在為通過飲食干預(yù)調(diào)控腸道菌群預(yù)防和改善肥胖提供新的見解,。
近年來,肥胖已經(jīng)成為中國乃至全球的重大公共健康問題[1],肥胖癥的患病率在全球范圍內(nèi)持續(xù)上升,。最新的數(shù)據(jù)顯示,中國有50%以上的成年人和約20%的學(xué)齡兒童超重或肥胖[2]。肥胖和超重不僅會使機(jī)體血脂發(fā)生異常,氧化應(yīng)激增強(qiáng),誘導(dǎo)多種慢性代謝性疾病的發(fā)生,甚至?xí)箼C(jī)體產(chǎn)生消極的心理狀態(tài),從而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的健康后果[3-4],。雖然肥胖是由遺傳因素和環(huán)境因素的相互作用共同造成的,但飲食仍然被認(rèn)為是影響全球人群肥胖發(fā)生率的最重要因素[5],。目前,調(diào)節(jié)膳食蛋白質(zhì)攝入成為減輕肥胖和控制體重的潛在策略,增加飲食中的蛋白質(zhì)含量被認(rèn)為是改善飲食誘導(dǎo)肥胖的有效方法[6]。高蛋白膳食作為一種宏量營養(yǎng)素調(diào)節(jié)方式：（略）
飲食也是影響機(jī)體腸道菌群結(jié)構(gòu)的主要因素[9],。人類微生物組研究揭示了細(xì)菌對人類健康及疾病的關(guān)鍵作用[10],。腸道菌群可以調(diào)節(jié)宿主脂肪吸收、運輸,、存儲和代謝等過程[11-13],通過有益的膳食干預(yù)調(diào)節(jié)腸道菌群可以增強(qiáng)腸道屏障的完整性,從而改善機(jī)體慢性炎癥和肥胖相關(guān)的代謝障礙[14],如明串珠菌,、假單胞菌已被證明可以改善高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的腸道菌群失調(diào)及肝代謝失衡[15]。研究腸道菌群在脂質(zhì)代謝中的作用機(jī)制,可以為預(yù)防和治療肥胖及相關(guān)代謝性疾病提供新靶點[16],。因此,高膳食蛋白質(zhì)攝入是否能夠通過改變肥胖機(jī)體內(nèi)紊亂的微生物群,重塑或平衡其組成,達(dá)到控制或改善肥胖的作用有待研究,。
本研究通過分析喂食大豆蛋白和豬肉蛋白來源的高蛋白飲食后的C57BL/6J小鼠肥胖癥狀的變化及腸道菌群結(jié)構(gòu)的變化,探索不同的膳食結(jié)構(gòu)對肥胖的影響及可能的機(jī)制,希望為肥胖癥人群的膳食干預(yù)提供更加合理有效的指導(dǎo)。
1材料與方法
1.1材料與試劑大豆分離蛋白(純度90%),（略）;豬肉蛋白(純度95%),（略）,。
48只3～4周齡C57BL/6J雄性小鼠(13～16g),（略）[（略）:SCXK(蘇)（略）],。
酶聯(lián)免疫吸附實驗(enzyme-linkedimmunosorbentassay,ELISA)試劑盒,賽默飛世爾科技(中國)（略）;糞便基因組提取試劑盒,天根生化(北京)（略）;油紅O染色液、蘇木精,（略）;多聚甲醛,（略）,。實驗所用的日糧均為顆粒料,基礎(chǔ)飼料,、高脂飼料、（略）配制,各飼料配方參考文獻(xiàn)[17],除高脂飼料外單位：（略）
1.2儀器與設(shè)備GHP-9160型培養(yǎng)箱,（略）;MultiskanFC型酶標(biāo)儀,賽默飛世爾科技(中國)（略）;YP6002B型電子天平,（略）;TGL-16M型臺式高速冷凍離心機(jī),（略）;Mastercyclerpro型PCR儀,德國Eppendorf公司,。
1.3實驗方法（略）動物飼養(yǎng)與處理
實驗小鼠飼養(yǎng)于揚州大學(xué)特定病原體(SPF)級動物房,室內(nèi)溫度控制在(22±2)℃,相對濕度為50%～60%,室內(nèi)通風(fēng)良好,光照12h(8:00—20:00),小鼠自由采食和飲水,。
C57BL/6J小鼠在適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后被隨機(jī)分為高脂模型組(Model組,40只)與空白對照組(NC組,8只),分別喂以高脂飼料和基礎(chǔ)飼料,喂養(yǎng)16周,以Model組中小鼠體質(zhì)量超過NC組平均體質(zhì)量的20%為依據(jù)[18],篩選出肥胖小鼠32只,隨后按體質(zhì)量隨機(jī)分為4組,高脂飲食組(HF組,8只)、普通恢復(fù)組(NR組,8只),、高大豆蛋白飲食組(HSP組,8只)和高豬肉蛋白飲食組(HPP組,8只),。其中,高蛋白組飲食的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%,干預(yù)喂養(yǎng)12周;NC組飼喂基礎(chǔ)飼料直至實驗結(jié)束,。所有實驗程序均經(jīng)揚州大學(xué)動物倫理與使用委員會批準(zhǔn)(No.YXYLL-2021-56)。
（略）體質(zhì)量的測定
在實驗開始時,給已經(jīng)禁食12h的小鼠空腹稱重,作為其初始體質(zhì)量;干預(yù)12周后,禁食12h,處死之前稱量小鼠空腹體質(zhì)量,作為體質(zhì)量,根據(jù)式(1)計算其體質(zhì)量增長量(g),。
體質(zhì)量增長量=m(最終)-m(初始),。
(1)
（略）’s指數(shù)及體重指數(shù)的測定
干預(yù)12周,禁食12h后,測量小鼠最終體質(zhì)量和體長。根據(jù)式(2),、式(3)分別計算Lee’s指數(shù)和體重指數(shù)(bodymassindex,BMI)(kg/m2)。
Lee’s指數(shù)
(2)
(3)
（略）血清脂多糖水平和腫瘤壞死因子α質(zhì)量濃度的測定
小鼠禁食12h后摘取眼球采血,血樣室溫靜置60min,3000r/min離心15min,吸取血清置于小試管內(nèi),按照ELISA試劑盒說明測定血清脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)水平和腫瘤壞死因子α(tumornecrosisfactor,TNF-α)質(zhì)量濃度,。
（略）組織蘇木精-伊紅染色和油紅O染色
蘇木精-伊紅(hematoxylin-eosin,HE)染色:小鼠處死后,無菌條件下取部分肝臟和附睪脂肪,。經(jīng)體積分?jǐn)?shù)為4%的多聚甲醛固定后,脫水包埋在石蠟中,然后將肝組織和脂肪組織切成5μm厚的切片,固定在載玻片上并烘干。隨后將組織切片分別浸泡在二甲苯,、梯度濃度的乙醇和蘇木精中,并用樹脂密封,。
油紅O染色:肝組織固定后,加入最佳切割溫度包埋劑(optimalcuttingtemperaturecompound,OCT包埋劑)包埋。將組織冷凍成塊并切成5μm厚的切片,冷凍切片在室溫下干燥,并用體積分?jǐn)?shù)為10%的多聚甲醛固定,。洗滌,、浸泡和脫水后,加入油紅O染色液進(jìn)行染色,并將切片浸入體積分?jǐn)?shù)為85%的異丙醇中。蘇木精用于復(fù)染以顯示細(xì)胞核,。最后,在光學(xué)顯微鏡下觀察染色切片,分析組織病理學(xué)的差異,。
（略）小鼠腸道內(nèi)容物菌群分析
實驗結(jié)束后,各組小鼠空腹12h被處死并立即解剖,取盲腸末端內(nèi)容物置于無菌EP管內(nèi),并迅速保存至-80℃?zhèn)溆谩⒄照f明采用糞便基因組提取試劑盒,提取HF組,、NR組,、HSP組、HPP組和NC組小鼠盲腸內(nèi)容物的細(xì)菌DNA,對提取的DNA進(jìn)行精確定量檢測,采用通用引物(上游引物338F:ACTCCTACGGGAGGCAGCAG,下游引物806R:GG-ACTACHVGGGTWTCTAAT)對細(xì)菌16SrRNA的V3～V4區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)增,擴(kuò)增程序為95℃持續(xù)3min變性,繼續(xù)95℃保持30s,然后57℃保持30s,72℃持續(xù)45s擴(kuò)增,共30個循環(huán),72℃持續(xù)10min終止,。PCR結(jié)束后,對產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖電泳和凝膠回收,經(jīng)過精確定量后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方案在IlluminaMiSeq平臺上進(jìn)行配對末端測序,。
16SrRNA高通量測序的原始數(shù)據(jù)首先通過fastqc軟件進(jìn)行質(zhì)量分析,確保數(shù)據(jù)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后再進(jìn)行多樣性及相對豐度的分析。采用Qiime2軟件對原始下機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行接頭的去除,得到OTU表和OTU特征序列,并根據(jù)OTU表和OUT特征序列計算α稀疏曲線,、α多樣性,、β多樣性以及物種注釋。使用R軟件對各分類單位：（略）
1.4數(shù)據(jù)處理采用SPSS26.0對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,2組數(shù)據(jù)間的比較運用獨立樣本t檢驗,多組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較運用單因素方差分析(one-wayANOVA),不同組間豐度差異使用ANCOM的方法進(jìn)行分析,P<0.05表示差異具有顯著性,。
2結(jié)果與分析
2.1大豆和豬肉來源高蛋白飲食對肥胖小鼠體質(zhì)量的影響大豆和豬肉來源高蛋白飲食對肥胖小鼠體質(zhì)量增長量的影響見圖1,。由圖1可知,與NC組相比,HF組小鼠體質(zhì)量增長迅速,體質(zhì)量增長量顯著高于NC組(P<0.05);與HF組相比,NR、HSP,、HPP組小鼠的體質(zhì)量增量均降低(P<0.05),尤其是HSP和HPP組;與NR組相比,HSP組和HPP組小鼠的體質(zhì)量增量均降低(P<0.05),。由此可見,大豆和豬肉來源高蛋白飲食對于肥胖小鼠的體質(zhì)量增長量有較好的控制效果。
不同字母表示組間數(shù)據(jù)差異顯著(P<0.05),。
圖1肥胖小鼠體質(zhì)量增長量變化
Fig.1Changesofbodyweightgrowthofobesemice
2.2大豆和豬肉高蛋白飲食對肥胖小鼠BMI和Lee’s指數(shù)的影響大豆和豬肉高蛋白飲食對肥胖小鼠BMI和Lee’s指數(shù)的影響見圖2,。由圖2可知,與NC組相比,HF組的BMI和Lee’s指數(shù)均顯著升高(P<0.05),提示高脂飲食成功誘導(dǎo)小鼠肥胖。與HF組相比,HSP組和HPP組BMI和Lee’s指數(shù)顯著下降(P<0.05),其中HSP組的下降最為明顯;與NR組相比,HSP組BMI和Lee’s指數(shù)均顯著下降(P<0.05),HPP組Lee’s指數(shù)則無明顯差異,可見大豆和豬肉高蛋白飲食均能在一定程度上改善肥胖小鼠的BMI和Lee’s指數(shù),。
不同字母表示組間數(shù)據(jù)差異顯著(P<0.05),。
圖2肥胖小鼠BMI和Lee’s指數(shù)分析
Fig.2AnalysisofBMIandLee’sindexofobesemice
2.3大豆和豬肉高蛋白飲食對肥胖小鼠血清炎癥因子的影響大豆和豬肉高蛋白飲食對肥胖小鼠血清炎癥因子的影響見圖3,。與NC組相比,HF組小鼠血清LPS水平和TNF-α質(zhì)量濃度均顯著升高(P<0.05)。經(jīng)大豆和豬肉高蛋白膳食干預(yù)后,HSP組肥胖小鼠血清中的LPS水平和TNF-α質(zhì)量濃度均顯著低于HF組和NR組(P<0.05),。HPP組的肥胖小鼠血清中的LPS水平也顯著低于HF組和NR組(P<0.05),但TNF-α質(zhì)量濃度則與NR組無明顯差異,。
不同字母表示組間數(shù)據(jù)差異顯著(P<0.05)。
圖3肥胖小鼠血清炎癥因子變化
Fig.3Changesofseruminflammatoryfactorsofobesemice
2.4大豆和豬肉高蛋白飲食對肝臟及脂肪結(jié)構(gòu)的影響大豆和豬肉高蛋白飲食肥胖小鼠肝臟及脂肪染色結(jié)果見圖4,。由圖4肝臟HE染色結(jié)果可知,HF組小鼠大部分肝細(xì)胞出現(xiàn)脂肪變性,肝小葉界限不清,肝索排列紊亂,肝細(xì)胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)了大量的脂滴空泡;而在HSP組與HPP組小鼠的肝細(xì)胞中未觀察到明顯的脂滴空泡,細(xì)胞核形態(tài)正常,核圓且位于細(xì)胞中央,。肝臟油紅O染色結(jié)果也顯示,HF組小鼠肝臟切片中有大量明顯的紅色脂滴,NR組小鼠肝臟切片中也有不同密度的紅色脂滴,說明其小鼠肝臟中也存在脂肪沉積;而HSP組及HPP組小鼠肝臟切片中幾乎未觀察到紅色脂滴,說明其肝臟脂肪沉積較少。附睪脂肪切片的HE染色結(jié)果顯示,HF組小鼠附睪脂肪細(xì)胞顯著增大,HSP組及HPP組小鼠的附睪脂肪細(xì)胞較HF組和NR組顯著減小,。這些結(jié)果表明,大豆和豬肉高蛋白飲食能有效改善肥胖小鼠肝臟的脂質(zhì)變性,減少內(nèi)臟脂肪沉積,。
圖4肥胖小鼠肝臟及脂肪結(jié)構(gòu)分析
Fig.4Analysisofliverandadiposemicro-structureofobesemice
2.5大豆和豬肉高蛋白飲食對肥胖小鼠腸道菌群的影響（略）小鼠盲腸菌群α多樣性分析
經(jīng)細(xì)菌基因組DNA提取、擴(kuò)增及測序分析后,HF組,、HPP組,、HSP組、NC組和NR組每組各8個樣本共40個樣本得到（略）條序列,經(jīng)拼接,、質(zhì)量控制過濾共得到（略）條序列,。圖5為5種不同膳食模式喂養(yǎng)的小鼠腸道微生物群的4個α多樣性指數(shù)箱式圖。圖5中,pielou指數(shù)為均勻度指數(shù),observed_feature為可觀測到的物種種類,faith_pd指數(shù)為包含進(jìn)化關(guān)系的多樣性指數(shù),Shannon指數(shù)為菌落多樣性指數(shù),。由圖5可知,5組小鼠腸道菌群的pielou均勻度指數(shù)及Shannon多樣性指數(shù)無顯著性差異(P>0.05),。NR組的observed_feature指數(shù)顯著高于HSP組(P<0.05),極顯著高于HPP組及HF組(P<0.01),與NC組之間無顯著性差異(P>0.05);NC組的observed_feature指數(shù)與HSP組無顯著性差異(P>0.05);HSP組的observed_feature指數(shù)顯著高于HPP組和HF組(P<0.05);HF組與HPP組的observed_feature指數(shù)也無顯著性差異(P>0.05)。faith_pd指數(shù)的結(jié)果與observed_feature指數(shù)的結(jié)果類似,但NR組和NC組的faith_pd指數(shù)都極顯著高于HSP組,、HPP組及HF組(P<0.01),NC組與NR組之間無顯著性差異(P>0.05);HF組與HPP組的faith_pd指數(shù)無顯著性差異(P>0.05),。結(jié)果表明,高脂飲食顯著降低了小鼠腸道菌群物種豐富度及進(jìn)化關(guān)系的多樣性,而其他4種膳食模式對肥胖小鼠腸道菌群的物種多樣性與均勻度無顯著影響,說明高脂飲食一定程度上增加了肥胖的風(fēng)險。
*表示組間數(shù)據(jù)差異顯著(P<0.05),**表示組間數(shù)據(jù)差異極顯著(P<0.01),。
圖5肥胖小鼠盲腸菌群α多樣性
Fig.5Caecalmicrofloraαdiversityofobesemice
（略）小鼠盲腸菌群β多樣性分析
多樣性用于比較樣本間的菌群組成差異,。對各組肥胖小鼠腸道菌群微生物組成進(jìn)行主坐標(biāo)分析,見圖6,。由圖6可知,基于UnweightedUnifrac距離,即考慮菌種間的進(jìn)化關(guān)系,NC組與NR組幾乎重合(P=0.054),而HSP組,、HPP組與HF組以及NC組間都有一定距離(P=0.001,P=0.001),HSP和HPP這2組間差異也具有顯著性(P=0.001),這表明HF組,、HSP組和HPP組與NR組的腸道菌群之間存在差異,高蛋白飲食與自然恢復(fù)飲食對肥胖小鼠腸道菌群的干預(yù)效果明顯不同,不同來源的高蛋白飲食干預(yù)作用可能不同。
圖6肥胖小鼠盲腸菌群β多樣性
Fig.6Caecalmicrofloraβdiversityofobesemice
（略）小鼠盲腸門水平菌群組成分析
不同膳食對小鼠盲腸菌群門水平相對豐度的影響見圖7,。由圖7可知,在門分類水平上,厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidota)是2個最主要的優(yōu)勢菌門,HF組小鼠的厚壁菌門(Firmicutes)的相對豐度最高,擬桿菌門(Bacteroidota)的相對豐度較低;與之相比,其他幾種膳食模式不同程度地恢復(fù)了這些變化,。與此同時,HPP組中脫硫弧菌門(Desulfobacterota)的相對豐度較低;NR組和NC組中疣微菌門(Verrucomicrobiota)的相對豐度較高。
圖7不同膳食對小鼠盲腸菌群門水平相對豐度的影響
Fig.7Effectsofdifferentdietsonrelativeabundanceofcecalmicrofloraphylalevelinmice
（略）小鼠盲腸科水平菌群組成分析
不同膳食對小鼠盲腸菌群科水平相對豐度的影響見圖8,。由圖8可知,經(jīng)ANCOM法統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),在科水平上具有顯著差異的細(xì)菌為蘇特勒菌科(Sutterellaceae),、桿菌科(Bacillaceae),、螺桿菌科(Helicobacteraceae),、阿克曼氏菌科(Akkermansiaceae),、理研菌科(Rikenellaceae)、韋榮球菌科(Erysipelotrichaceae),、海洋線菌科(Marinifilaceae),、消化鏈球菌科(Peptostreptococcaceae),。在科水平上,HF組小鼠的毛螺菌科(Lachnospiraceae)與韋榮球菌科(Erysipelotrichaceae)的相對豐度最高,擬桿菌科(Muribaculaceae)和梭菌科(ClostridiaUCG-014)的相對豐度最低;而其他各組中擬桿菌科(Muribaculaceae)的相對豐度都較HF組升高。HPP組中奇異菌科(Atopobiaceae)的相對豐度較高,脫硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)的相對豐度較低;HSP組中顫螺旋菌科(Oscillospiraceae)與理研菌科(Rikenellaceae)的相對豐度較高;此外,NR組和NC組的伊格爾茲氏菌科(Eggerthellaceae)的相對豐度較高。
圖8不同膳食對小鼠盲腸菌群科水平相對豐度的影響
Fig.8Effectsofdifferentdietsonrelativeabundanceofcecalmicrobiotafamilylevelinmice
（略）差異菌群分析
為進(jìn)一步探究各組小鼠盲腸菌群中的差異物種,在科水平上對各組豐度大于0.5%的細(xì)菌進(jìn)行聚類并列,分析樣本菌落組成的相似性及差異性,結(jié)果見圖9,。圖9中每小格代表所在樣品中某種菌科的相對豐度,顏色越紅表示相對豐度越大,。由圖9可知,HF組毛螺菌科(Lachnospiraceae)的相對豐度較高,擬桿菌科(Muribaculaceae)的相對豐度較低;HSP組顫螺旋菌科(Oscillospiraceae)的相對豐度較高,。這與肥胖小鼠盲腸菌群科水平物種組成及分析的結(jié)果類似,。
圖9小鼠盲腸菌群科水平聚類分析
Fig.9Clusteranalysisofcecalmicrobiotafamilylevelofmice
3討論
本研究結(jié)果表明,在12周的膳食干預(yù)下,大豆蛋白和豬肉蛋白的高蛋白飲食都能不同程度地降低營養(yǎng)型肥胖小鼠的體質(zhì)量,同時也有效降低了肥胖小鼠血清的炎癥因子LPS水平和TNF-α質(zhì)量濃度,另外,病理結(jié)果也進(jìn)一步證實了大豆蛋白和豬肉蛋白的高蛋白飲食改善了肥胖小鼠肝臟的脂肪沉積,從而有效改善了小鼠的肥胖,。Zhang等[19]的研究表明,經(jīng)過為期1周的干預(yù),大豆蛋白的攝入顯著降低了大鼠的體質(zhì)量和脂肪組織質(zhì)量,。Shi等[20]的研究則發(fā)現(xiàn),豬肉高蛋白也能使大鼠附睪脂肪和肝臟質(zhì)量降低,。
為進(jìn)一步探究高大豆蛋白和高豬肉蛋白飲食是否能夠通過改善肥胖小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu)從而改善肥胖癥狀,本研究探討了高大豆蛋白飲食,、高豬肉蛋白飲食、高脂飲食,、普通恢復(fù)飲食這4種膳食模式對高脂飲食誘導(dǎo)的C57BL/6J肥胖小鼠腸道菌群組成的影響,。雖然最近的研究認(rèn)為盲腸中厚壁菌/擬桿菌的比值并不能作為確切的肥胖標(biāo)志[21],但先前的多項研究表明,無論是在實驗小鼠還是人類受試者身上,厚壁菌/擬桿菌的比值和變形菌相對豐度的增加與肥胖、炎癥及相關(guān)代謝障礙密切相關(guān)[15,22],。本研究結(jié)果顯示,高脂組小鼠具有較高的厚壁菌門(Firmicutes)豐度和較低的擬桿菌門(Bacteroidota)豐度,經(jīng)過為期12周的膳食干預(yù),2種來源的高蛋白組與自然恢復(fù)組厚壁菌門豐度顯著降低且擬桿菌門豐度顯著升高,。Chen等[23]的研究表明,厚壁菌門會通過調(diào)節(jié)脂肪酸流入而誘導(dǎo)肝臟脂肪的生成與沉積;而Yoshida等[24]提出,擬桿菌門可以通過促進(jìn)棕色脂肪中支鏈脂肪酸的分解來治療肥胖。值得注意的是,Zhu等[25]的研究發(fā)現(xiàn),大豆蛋白膳食組(20%)小鼠腸道的擬桿菌屬的相對豐度較其他動物蛋白(雞肉、魚肉,、豬肉和牛肉)膳食組(20%)更高;而本研究發(fā)現(xiàn),高豬肉蛋白組(40%)小鼠較高大豆蛋白組(40%)小鼠腸道擬桿菌門的豐度更高,這可能是由于本研究膳食中蛋白質(zhì)含量的差異造成的,當(dāng)然,具體的原因還需要進(jìn)一步研究,。先前的研究表明,當(dāng)小鼠飲食中富含膳食纖維和蛋白質(zhì)時,其腸道菌群擬桿菌屬的相對豐度會升高,并且這種升高對小鼠代謝綜合征具有改善作用[26]。因此,推測本研究中高豬肉蛋白組小鼠通過提高腸道菌群中擬桿菌門的水平改善肝臟脂質(zhì)代謝異常。
本研究發(fā)現(xiàn),高脂組小鼠毛螺菌科(Lachnospiraceae)與韋榮球菌科(Erysipelotrichaceae)的相對豐度較其他組顯著升高;而擬桿菌科(Muribaculaceae)和梭菌科(ClostridiaUCG-014)的相對豐度顯著降低,。高蛋白飲食組小鼠的毛螺菌科相對豐度較普通恢復(fù)組低,其作為厚壁菌門家族一員,可誘導(dǎo)小鼠肥胖和糖尿病的發(fā)展[27],。這表明,高蛋白飲食可在一定程度上改善小鼠肥胖。同時,先前的研究表明,。韋榮球菌科(Erysipelotrichaceae)與機(jī)體代謝紊亂有關(guān)[28-29],其豐度變化與肝臟脂肪變化呈正相關(guān)[30],。Zhao等[31]的研究表明,梭菌科(ClostridiaUCG-014)的豐度與肝臟損傷呈負(fù)相關(guān)。與已有研究結(jié)果一致,脫硫弧菌科(Desulfovibrionaceae)是一個重要的內(nèi)毒素產(chǎn)生菌類群,其家族中細(xì)菌產(chǎn)物具有誘導(dǎo)炎癥的能力,。Chen等[32]發(fā)現(xiàn)高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠腸道菌群中脫硫弧菌科的相對豐度顯著升高,因此認(rèn)為脫硫弧菌科的相對豐度可能與小鼠發(fā)生肥胖密切相關(guān)。本研究中,高豬肉蛋白組中脫硫弧菌科的相對豐度較低,可以推測高豬肉蛋白膳食可能通過降低腸道菌群中脫硫弧菌科的相對豐度來改善小鼠肥胖,。此外,Sato等[33]發(fā)現(xiàn)2型糖尿病患者的腸道微生物與健康人群相比,奇異菌科(Atopobiaceae)等細(xì)菌較少,而高豬肉蛋白組中奇異菌科的相對豐度較高,這些結(jié)果表明豬肉蛋白能有效調(diào)節(jié)肥胖小鼠的腸道菌群紊亂,。本研究中,高大豆蛋白組中理研菌科(Rikenellaceae)和顫螺旋菌科(Oscillospiraceae)的相對豐度較高,同時,普通恢復(fù)組的伊格爾茲氏菌科(Eggerthellaceae)相對豐度較高。理研菌科屬于擬桿菌門的成員,可以通過產(chǎn)生短鏈脂肪酸來改善小鼠的肥胖與脂質(zhì)代謝紊亂[34],。Tavella等[35]的研究表明,理研菌科相對豐度的升高與老年人內(nèi)臟脂肪組織減少和代謝機(jī)能的改善相關(guān);有研究表明顫螺旋菌科豐度的升高可以減少盲腸炎癥損傷[36],。此外,伊格爾茲氏菌科作為多酚降解細(xì)菌家族,其異生代謝物質(zhì)能有效改善肥胖小鼠的脂質(zhì)代謝[37]。這表明,高大豆蛋白,、高豬肉蛋白,、普通恢復(fù)組的膳食干預(yù)都不同程度地改善了高脂飲食引起的肥胖小鼠的腸道菌群紊亂和小鼠肥胖;大豆蛋白和豬肉蛋白膳食干預(yù)組較普通恢復(fù)組具有更好的肥胖干預(yù)作用。
4結(jié)論
本研究證實了大豆和豬肉高蛋白膳食均能在一定程度上改善小鼠的肥胖,并且改變了肥胖小鼠的腸道菌群結(jié)構(gòu),。高豬肉蛋白主要升高了奇異菌科的相對豐度,降低了脫硫弧菌科的相對豐度,高大豆蛋白飲食主要升高了理研菌科和顫螺旋菌科的相對豐度,。研究結(jié)果在一定程度上揭示了不同來源的高蛋白飲食(大豆蛋白和豬肉蛋白)對肥胖小鼠腸道菌群的調(diào)節(jié)作用,旨在為高蛋白膳食調(diào)節(jié)盲腸菌群,改善肥胖癥狀的研究提供理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：略
引用格式：王濤,季珊珊,湯鑫磊,等.大豆和豬肉來源的高蛋白飲食對小鼠肥胖及腸道菌群的影響[J].食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報,2024,42(2):120-130.WANGTao,JIShanshan,TANGXinlei,etal.Effectsofsoybeanandporkhighproteindietsonmiceobesityandintestinalmicroflora[J].JournalofFoodScienceandTechnology,2024,42(2):120-130.基金項目：烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)校重點實驗室資助項目(PRKX2021Z01)。Foundation:SichuanProvinceCollegeandUniversityKeyLaboratoryofCulinaryScience(PRKX2021Z01).
制作：路旭東
編輯：張逸群,、李寧
審核：葉紅波