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2026年9月3日,浙江省中医药研究院天然药物研究所、浙江省立同德医院、浙江省中药药效物质基础研究重点实验室戴关海研究员、范香成副研究员团队在Journal of Agriculture and Food Research(中科院2区,TOP期刊,IF=7.2)在线发表题为“Polysaccharide III from Polygonatum cyrtonema Hua alleviates diabetes-associated MASLD via PPAR pathway-mediated regulation of lipid metabolism and gut microbiota modulation”的研究论文。陈思思和任泽明副研究员为共同第一作者,范香成 和戴关海为通讯作者。论文于2026年6月24日投稿,8月16日修回,8月30日接收,并于8月31日在线发表。该刊目前位于JCR Q1,公开的2025年度JIF资料显示其影响因子为6.2。
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本研究聚焦2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)与代谢功能障碍相关脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease,MASLD)这一常见代谢共病,从黄精 Polygonatum cyrtonema Hua 中分离获得特定多糖组分——黄精多糖III(PCP III),并在高脂饮食联合链脲佐菌素(HFD/STZ)诱导的T2DM-MASLD小鼠模型中系统评价其作用。结果显示,连续8周给予PCP III可减轻体重和肝脏、白色脂肪组织增重,改善空腹血糖、葡萄糖耐量和血脂异常,并减轻肝脂肪变性、肝细胞损伤及氧化应激。
进一步的16S rRNA测序和肝脏转录组分析显示,PCP III干预伴随肠道菌群结构重塑,其中 norank_f__Muribaculaceae、norank_o__Clostridia_UCG-014 和 Dubosiella 等菌群相对丰度增加;与此同时,PPAR信号通路成为转录组中变化最显著的代谢通路之一。RT-qPCR和Western blot进一步显示,PCP III提高肝脏PPARα和CYP7A1表达,并降低PPARγ、PLIN2及FABP2表达。作者据此提出,PCP III改善T2DM相关MASLD可能与调节PPAR相关肝脂质代谢及部分恢复肠道菌群稳态有关。需要注意的是,原文明确指出尚未通过PPARα抑制剂或基因敲除进行因果验证,因此目前应将PPAR通路解释为“相关机制”,而非已经证实的直接因果靶点。
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【摘 要】
2型糖尿病(T2DM)常与代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)并存,两者共病与糖脂代谢紊乱密切相关。本研究评价黄精多糖III(Polygonatum cyrtonema polysaccharide III,PCP III)对糖尿病相关MASLD的作用,并探讨其潜在机制。
研究采用高脂饮食联合链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)注射建立T2DM-MASLD小鼠模型,并给予PCP III 500或1000 mg/kg连续干预8周。结果显示,PCP III显著降低小鼠体重、肝脏重量和白色脂肪组织重量;改善空腹血糖、葡萄糖耐量及血清脂质谱;降低血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)和γ-谷氨酰转移酶(γ-GT)活性;同时减轻肝脂肪变性和氧化应激。
此外,PCP III干预伴随肠道菌群重塑,表现为 norank_f__Muribaculaceae、norank_o__Clostridia_UCG-014 和 Dubosiella 相对丰度增加。转录组分析显示,过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR)信号通路是受影响最显著的通路之一;与脂肪酸氧化、胆汁酸合成和脂质储存相关的基因表达改变进一步支持了这一结果。
总体而言,PCP III对T2DM相关MASLD表现出保护作用,这一作用可能与通过PPAR通路调节肝脏脂质代谢并部分恢复肠道菌群稳态有关。研究结果为PCP III作为代谢健康相关功能性食品成分的潜在应用提供了实验依据。
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01
研究背景及科学问题
2型糖尿病和MASLD的全球患病率均已达到较高水平,给医疗卫生系统带来沉重负担。2022年全球约有8.28亿糖尿病患者,其中T2DM约占96%。糖尿病不仅破坏葡萄糖稳态,还会引发脂质、蛋白质等多个代谢系统的紊乱,从而导致多种并发症。
MASLD是目前全球常见的慢性肝病之一,患病率仍在上升并呈年轻化趋势。其疾病谱涵盖单纯脂肪肝、代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)、肝纤维化、肝硬化,甚至肝细胞癌。流行病学研究显示,T2DM患者中MASLD的共病比例可高达65%。由于两种疾病具有共同的糖脂代谢紊乱病理基础,它们往往相互促进,形成双向恶性循环,进一步加速肝脏相关并发症及心血管疾病的发生发展。
因此,寻找能够同时改善糖尿病和MASLD的干预策略具有重要意义。尽管近年来针对伴纤维化MASH的治疗已有进展,但专门针对T2DM相关MASLD且兼具有效性和安全性的干预仍较有限。减重是两种疾病共同的基础治疗方式,但仅依靠生活方式干预往往难以获得理想效果。目前,降糖药物、新型治疗药物以及减重代谢手术等均显示出一定的共病管理潜力。
肝脏是调节机体糖脂代谢的核心器官。在生理状态下,白色脂肪组织以甘油三酯(TG)的形式储存能量,而棕色及米色脂肪组织可通过产热增强胰岛素敏感性。当持续能量摄入超过脂肪组织储存能力后,脂质代谢产物便会外溢,并异位沉积于肝脏。当肝内脂质积聚超过一定阈值时,可诱导肝脏胰岛素抵抗,进而开启糖脂代谢异常以及葡萄糖向TG转化的恶性循环。
游离脂肪酸(FFA)升高和从头脂肪生成(de novo lipogenesis,DNL)增强可协同加剧肝内TG积聚,并促进神经酰胺、二酰甘油等脂毒性代谢物累积,引发内质网应激、线粒体功能障碍及炎症反应,从而损害肝脏胰岛素敏感性。
在餐后状态下,胰岛素可促进DNL、抑制脂肪酸氧化并增强TG合成;在禁食状态下,DNL受到抑制,肝脏摄取FFA并分解糖原以提供能量。然而,在伴有胰岛素抵抗的T2DM中,肝脏胰岛素信号仍能持续促进脂质合成,却无法有效抑制内源性葡萄糖生成,最终造成高甘油三酯血症和高血糖。因此,纠正肝脏糖脂代谢相互交织的异常可能成为T2DM-MASLD的重要干预方向。
PPAR家族,尤其是PPARα和PPARγ,是调控肝脏脂质分解和脂质储存的重要转录调控因子。PPARα介导的脂肪酸氧化受损以及PPARγ驱动的脂质生成异常,是MASLD的重要代谢特征。与此同时,肠道菌群失衡能够引起代谢性内毒素血症并改变代谢物信号,进一步促进肝脂肪变性。因此,同时调控这些相互作用的代谢通路具有潜在价值。
药食同源资源富含多种具有生物活性的天然成分。黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)是传统滋补类药食资源,在糖尿病和高脂血症方面具有潜在作用。多糖是黄精的主要活性成分之一,但其在糖尿病相关MASLD中的作用及机制仍不明确。
本研究首次分离并表征了特定的黄精多糖组分PCP III,并进一步探索其对PPARα/γ轴的双向调节,从而较粗黄精提取物提供更高分辨率的机制信息。因此,本研究旨在评价PCP III对T2DM-MASLD小鼠的保护作用,并解析PPAR信号通路和肠道菌群调节可能参与的潜在机制。
02
重要发现及亮点
PCP III的理化性质与分子特征
研究首先对PCP III进行系统的理化和结构表征。苯酚-硫酸法测得其总糖含量为90.76%,BCA法测得蛋白质含量为6.18%±0.04%。
高效凝胶渗透色谱(HPGPC)结果显示,PCP III在38.468 min处出现主要洗脱峰,对应平均分子量约为2.408 kDa。高效阴离子交换色谱(HPAEC)显示,PCP III主要由果糖、葡萄糖、半乳糖、盐酸氨基葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖胺组成,说明PCP III属于具有复杂单糖组成的杂多糖。
傅里叶变换红外光谱(FT-IR)进一步显示了典型多糖结构特征:约3361.32 cm⁻¹处的宽吸收峰对应O–H伸缩振动,2925.48 cm⁻¹处对应C–H伸缩振动;1627.63、1452.14和1409.71 cm⁻¹处吸收峰分别与结合水、羰基/羧基相关振动以及C–H/C–O弯曲振动有关;1200–1000 cm⁻¹区域,特别是1128.15和1058.73 cm⁻¹处的强吸收峰,归属于糖苷键的C–O–C和C–O伸缩振动。综合结果证实,PCP III具有典型的多糖结构特征,可用于后续药理学评价。
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图1:PCP III的结构表征。(A)PCP III的HPGPC图谱。主要洗脱峰的保留时间(RT)为38.468 min,对应平均分子量约2.408 kDa。(B)混合单糖标准品的离子色谱图。(C)PCP III水解后的HPAEC图谱,显示PCP III主要由Fru、Glc、Gal、GlcN、Ara和GalN组成。(D)PCP III在4000–400 cm⁻¹范围内的FT-IR光谱。3361.32 cm⁻¹处的宽吸收带归属于O–H伸缩振动,2925.48 cm⁻¹处吸收带归属于C–H伸缩振动;1627.63、1452.14和1409.71 cm⁻¹处的吸收带分别与结合水、羰基或羧基相关振动以及C–H/C–O弯曲振动有关。1200–1000 cm⁻¹区域的强吸收,尤其是1128.15和1058.73 cm⁻¹处的吸收峰,归属于糖苷键的C–O–C和C–O伸缩振动,证实PCP III具有典型的多糖结构。RT,保留时间。
PCP III改善T2DM-MASLD小鼠体重增加、器官增大、糖耐量异常、血脂紊乱及肝损伤
研究采用高脂饮食联合STZ构建T2DM-MASLD小鼠模型。小鼠经8周高脂饮食后接受STZ注射,空腹血糖≥11.1 mmol/L者判定为糖尿病模型,随后分别给予生理盐水、二甲双胍(150 mg/kg)、阿托伐他汀(5.2 mg/kg)、低剂量PCP III(500 mg/kg)或高剂量PCP III(1000 mg/kg),持续8周。
干预期间,模型组小鼠体重持续高于正常组,而PCP III能够显著抑制体重增加,并且这一作用在干预后期更为明显。值得注意的是,与模型组相比,PCP III并未明显减少小鼠进食量和饮水量,提示体重下降不能简单归因于能量摄入减少。
与体重变化一致,模型组肝脏重量和白色脂肪组织重量显著增加,而PCP III,尤其是高剂量处理,可降低肝脏和白色脂肪组织重量。
在糖代谢方面,模型组持续表现出高血糖,而PCP III能够降低空腹血糖,其中高剂量组在实验结束时作用更加明显。口服葡萄糖耐量试验(OGTT)显示,模型组葡萄糖清除能力明显受损,表现为葡萄糖负荷后血糖升高以及曲线下面积(AUC)显著增加;PCP III则改善葡萄糖耐量并降低OGTT-AUC。
血脂分析显示,HFD/STZ诱导明显血脂异常,包括TC、TG、LDL-C和HDL-C升高。PCP III可部分纠正上述异常,其中高剂量PCP III降低LDL-C的作用尤其明显。从剂量效应看,高剂量在减轻体重、肝重及降低LDL-C方面总体优于低剂量。
此外,模型组血清γ-GT、ALT和AST活性均升高,提示存在肝细胞损伤;PCP III处理显著降低这些肝损伤指标,提示其在T2DM-MASLD小鼠中具有肝保护作用。
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图2:PCP III改善HFD/STZ诱导的T2DM-MASLD小鼠代谢紊乱及肝损伤。(A)实验设计示意图。雄性C57BL/6J小鼠适应性饲养1周后,分别接受普通饮食(ND)或高脂饮食(HFD)8周。随后每隔24 h腹腔注射STZ 40 mg/kg,每日1次,连续3天,以诱导T2DM-MASLD。空腹血糖(FBG)≥11.1 mmol/L的小鼠判定为糖尿病,并随后分别经口灌胃给予生理盐水、二甲双胍(Met,150 mg/kg)、阿托伐他汀(ATV,5.2 mg/kg)、低剂量PCP III(LPCP III,500 mg/kg)或高剂量PCP III(HPCP III,1000 mg/kg),连续8周。(B)体重。(C)食物摄入量。(D)饮水量。(E)肝脏重量。(F)白色脂肪重量。(G)干预期间FBG动态变化。(H)口服葡萄糖耐量试验(OGTT)期间血糖水平。(I)OGTT曲线下面积(AUC)。(J–M)血清脂质谱,包括TC、TG、LDL-C和HDL-C。(N–P)血清肝损伤指标,包括γ-GT、ALT和AST。数据以均值±SEM表示。<0.05、#<0.01,与Normal组比较;*p<0.05、**p<0.01,与Model组比较。每组n=9只小鼠。
PCP III改善糖代谢相关指标、瘦素相关代谢异常及肝脏氧化应激
为进一步评价代谢功能障碍和氧化损伤,研究检测了血清糖化血清蛋白(GSP)、胰岛素(INS)、瘦素、瘦素受体(Leptin R)以及肝脏氧化应激指标。
与正常组相比,模型组血清GSP和INS显著升高,提示长期高血糖和代偿性高胰岛素血症;PCP III处理明显降低GSP和INS水平,提示糖代谢紊乱得到一定改善。
模型组血清瘦素和Leptin R同样升高,反映HFD/STZ诱导代谢应激状态下瘦素相关代谢调控异常。PCP III可降低两者的血清水平,提示瘦素相关代谢调节得到部分恢复。
在肝脏氧化应激方面,模型组超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性下降,而丙二醛(MDA)水平升高,表明抗氧化防御功能受损并伴随脂质过氧化增强。
PCP III显著提高SOD和GSH-Px活性并降低MDA积累,CAT活性也呈恢复趋势。值得注意的是,在SOD和GSH-Px等抗氧化酶指标上,高、低剂量PCP III的改善程度较为接近,作者认为这可能提示在所测试剂量范围内,PCP III的抗氧化作用存在一定的效应上限。
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图3:PCP III对T2DM-MASLD小鼠糖代谢相关生物标志物、瘦素信号及肝脏氧化应激的影响。(A)血清GSP。(B)血清INS。(C)血清瘦素。(D)血清Leptin R。(E)肝脏SOD。(F)肝脏MDA。(G)肝脏CAT。(H)肝脏GSH-Px。PCP III降低HFD/STZ诱导的GSP、INS、瘦素和Leptin R升高,同时通过提高SOD和GSH-Px活性并减少MDA积累改善肝脏抗氧化状态。数据以均值±SEM表示。<0.05、#<0.01,与Normal组比较;*p<0.05、**p<0.01,与Model组比较。n=4–9。
PCP III减轻肝脂肪变性并改善组织病理学和超声表现
研究进一步通过肝脏大体形态、组织病理学染色及B超成像直接评价肝脂肪变性。
正常组肝脏呈暗红色,表面平滑并具有光泽;模型组肝脏则明显增大、颜色苍白且呈油腻外观,提示肝内脂质大量沉积。PCP III干预后肝脏增大程度减轻,颜色和质地也更接近正常。
H&E染色显示,正常组肝细胞排列规则、肝组织结构完整;模型组则出现典型脂肪变性,包括肝细胞肿胀、肝索排列紊乱以及大量胞内脂质空泡。PCP III干预后上述病理改变明显减轻,其中高剂量组改善更为突出。
油红O染色进一步证实,模型组肝组织中存在大量脂滴沉积,而PCP III显著减少油红O阳性的脂质沉积。
B超结果与组织学结果一致。正常组肝实质回声均匀,肝内血管结构清晰;模型组表现为肝实质回声增强、肝肾对比增强、血管壁显示模糊及深部回声衰减,这些均为肝脂肪变性的典型超声表现。PCP III处理后肝实质回声降低、血管结构更加清晰,深部衰减也有所减轻。综合来看,PCP III能够有效缓解T2DM-MASLD小鼠肝脂肪变性及结构性肝损伤。
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图4:PCP III减轻T2DM-MASLD小鼠肝脂肪变性。(A)肝脏大体形态。(B)肝组织H&E染色。(C)肝组织脂滴油红O染色。(D)肝脏B型超声成像。HFD/STZ诱导肝脏增大、肝细胞脂质空泡形成、脂滴过度积累、肝实质回声增强以及深部回声衰减。PCP III处理,尤其是高剂量处理,可改善肝脏形态、减少组织学脂质积累,并改善肝脂肪变性的超声表现。比例尺=100 μm。Normal,正常对照组;Model,HFD/STZ模型组;Met,二甲双胍;ATV,阿托伐他汀;L-PCP III,PCP III 500 mg/kg;H-PCP III,PCP III 1000 mg/kg。有关本图颜色标识的解释,请参阅论文网络版。
PCP III重塑T2DM-MASLD小鼠肠道菌群组成及预测代谢功能
为分析PCP III对肠道菌群的影响,研究对正常组、模型组和高剂量PCP III组小鼠肠内容物进行16S rRNA基因测序。
在α多样性方面,与正常组相比,模型组Chao和Shannon指数降低、Simpson指数升高。值得注意的是,PCP III处理后这一趋势并没有逆转,而是进一步表现为Chao和Shannon指数下降、Simpson指数升高。因此,原文结果并不支持“PCP III提高肠道菌群α多样性”这一表述。
在β多样性方面,PCA和PCoA显示正常组与模型组明显分离,说明HFD/STZ显著改变了肠道菌群群落结构;PCP III组则与模型组分离并向正常组方向移动,提示PCP III能够在整体群落组成层面部分纠正菌群失衡。
在门水平,正常组主要由Bacillota、Bacteroidota和Actinomycetota构成。HFD/STZ处理后Bacteroidota和Actinomycetota相对丰度降低,而Bacillota升高;PCP III可部分逆转这些变化。
在属水平,主要菌群包括 Lactobacillus、norank_f__Muribaculaceae、norank_o__Clostridia_UCG-014、Allobaculum 和 Dubosiella 等。模型组中 norank_f__Muribaculaceae、norank_o__Clostridia_UCG-014 和 Dubosiella 相对丰度降低,而PCP III处理后上述菌群均有所增加。
其中,norank_o__Clostridia_UCG-014在模型组显著减少,而PCP III干预后得到恢复,是对PCP III反应较为明显的菌群之一。LEfSe分析进一步显示,该菌在正常组中具有较高丰度,并在接受PCP III处理的T2DM-MASLD小鼠中维持较高水平,而在疾病模型进展过程中明显减少。
Spearman相关分析显示,norank_o__Clostridia_UCG-014丰度与肝脏SOD、GSH-Px等抗氧化指标呈正相关,与血清INS、瘦素和LDL-C呈负相关;相反,norank_f__Erysipelotrichaceae与不良代谢指标呈正相关,与抗氧化指标呈负相关。Dubosiella与血清ALT和AST呈负相关。
这些相关性提示,PCP III相关的菌群变化与糖脂代谢改善、肝损伤减轻及抗氧化防御增强密切相关,但相关分析本身不能证明菌群改变是产生这些代谢效应的直接原因。
PICRUSt2功能预测显示,菌群功能主要富集于碳水化合物转运与代谢、脂质转运与代谢等COG类别。KEGG二级通路预测显示,变化的微生物功能与内分泌和代谢疾病、内分泌系统调节及脂质代谢相关;三级通路则涉及果糖和甘露糖代谢、糖酵解/糖异生以及淀粉和蔗糖代谢等。
此外,功能预测显示PCP III处理后与“胰岛素抵抗”、AMPK信号和脂肪细胞因子信号相关的预测通路发生上调,而磷酸戊糖途径下降。总体而言,PCP III能够重塑肠道菌群组成,并可能通过影响微生物碳水化合物和脂质代谢功能参与宿主代谢稳态调节。
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图5:PCP III调节T2DM-MASLD小鼠肠道菌群组成及功能。(A)属水平Chao、Shannon和Simpson α多样性指数。(B)属水平β多样性的PCA和PCoA分析。(C)门水平和属水平肠道菌群相对丰度。(D)组间显著差异菌属的单因素ANOVA分析。(E)LEfSe分析。(F)差异菌属与宿主代谢指标之间的Spearman相关性热图。(G)PICRUSt2预测的COG功能分类。(H、I)KEGG二级和三级通路预测热图。PCP III处理重塑肠道微生物群落,提高 norank_f__Muribaculaceae、norank_o__Clostridia_UCG-014 和 Dubosiella 的相对丰度,并改变与碳水化合物和脂质代谢相关的预测微生物功能。(J)对KEGG三级通路进行统计分析,并采用秩和检验。<0.05、#<0.01,Model组与Normal组比较;*p<0.05、**p<0.01,HPCP III组与Model组比较。n=5。
PCP III调节T2DM-MASLD小鼠盲肠短链脂肪酸
研究进一步检测盲肠内容物中的短链脂肪酸(short-chain fatty acids,SCFAs)。
与正常组相比,模型组异己酸和丙酸水平降低,异丁酸和异戊酸呈下降趋势,而丁酸升高。与模型组相比,PCP III处理提高异己酸水平,同时降低戊酸、异丁酸、异戊酸和乙酸水平。
这些结果表明,PCP III能够改变伴有肠道菌群失衡的T2DM-MASLD小鼠盲肠SCFA谱。不过,原研究仅在正常组、模型组和高剂量PCP III组进行SCFA分析,因此无法据此判断其菌群代谢物效应是否具有剂量依赖性。
转录组分析将PPAR信号通路确定为PCP III作用的重要相关通路
为了探索PCP III发挥保护作用的分子基础,研究人员对正常组、模型组和高剂量PCP III组进行肝脏转录组测序。
与正常组相比,模型组共鉴定到237个差异表达基因,其中135个上调、102个下调;与模型组相比,PCP III处理后共有1599个基因发生差异表达,其中957个上调、642个下调,说明PCP III伴随肝脏转录谱发生广泛重塑。两组比较共有42个重叠差异表达基因。
GO分析显示,这42个共同差异基因主要参与脂质代谢、小分子代谢以及脂肪酸代谢调节等生物学过程;细胞组分主要涉及细胞器、线粒体和膜性结构,分子功能则主要与氧化还原酶活性及蛋白结合有关。
KEGG分析进一步显示,这些共同差异基因显著富集于PPAR信号通路、氧化磷酸化和类固醇生物合成等多条代谢相关通路。其中,由于PPAR通路与肝脏脂质代谢高度相关,因此被选作进一步研究的重点。
热图显示,模型组中PPAR通路相关基因明显异常,而PCP III处理后部分得到逆转。蛋白质互作网络和拓扑分析进一步筛选出CD36、Slc27a1、Ehhadh、Acsl5、Cyp7a1、Acox2、Fabp2、Cyp4a10及Plin2等枢纽基因,这些基因涉及脂肪酸转运、脂肪酸氧化、胆汁酸合成及脂滴代谢。作者同时明确指出,未来仍需通过PPARα拮抗剂或基因敲低模型进行因果验证。
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图6:PCP III干预后T2DM-MASLD小鼠肝组织的整合转录组分析。(A)Normal组与Model组以及Model组与PCP III组比较所得差异表达基因(DEGs)的Venn图。(B)42个共同DEGs的GO富集分析。(C)KEGG通路富集分析显示多个代谢相关通路显著富集,包括PPAR信号通路、氧化磷酸化和类固醇生物合成。(D)PPAR信号通路富集DEGs的热图。(E)基于MCC、Degree、Betweenness和Closeness算法,对PPAR通路相关DEGs进行蛋白质—蛋白质相互作用和枢纽基因分析。上述结果表明,PCP III可能通过调节PPAR通路相关基因改善肝脏脂质代谢紊乱(n=5)。
PCP III调节肝脏PPAR通路相关基因和蛋白表达
研究进一步通过RT-qPCR验证转录组结果。
与正常组相比,模型组中与脂肪酸氧化和胆汁酸合成相关的Ehhadh、Cyp7a1和PPARα表达降低,而PPARγ、Fabp2和Plin2表达显著升高,提示T2DM-MASLD小鼠肝脏存在脂肪酸氧化受抑和脂质储存增强。
PCP III干预后,Slc27a1、Cyp7a1、Leptin、Leptin R及PPARα的mRNA表达显著升高,而Cyp4a10、PPARγ、Fabp2和Plin2表达下降。作者认为这些变化与肝脏脂质代谢平衡部分恢复相关,具体表现为促进脂肪酸转运和氧化、增强胆汁酸合成并减少与脂滴相关的过度脂质储存。
Western blot进一步从蛋白水平进行验证。模型组肝组织CYP7A1和PPARα蛋白表达降低,而PPARγ、PLIN2和FABP2升高。PCP III,特别是高剂量处理,可提高CYP7A1和PPARα蛋白表达,同时降低PPARγ、PLIN2和FABP2表达。
这些结果与转录组和RT-qPCR结果基本一致,进一步支持PCP III改善肝脏脂质代谢紊乱与PPAR相关信号网络调节之间的关联。由于本研究未使用PPAR通路功能阻断实验,因此更准确的表述是“PPAR信号通路是PCP III作用的重要相关分子通路”,而不宜直接表述为已经证明的必需靶点。
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图7:PCP III干预后PPAR通路相关基因和蛋白表达的验证。(A、B)RT-qPCR检测肝脏脂质代谢相关基因mRNA表达,包括CD36、Slc27a1、Ehhadh、Acsl5、Acox2、Cyp4a10、Leptin、Leptin R、Cyp7a1、PPARα、PPARγ、Fabp2和Plin2。(C)CYP7A1、PPARα、PPARγ、PLIN2、FABP2和GAPDH的代表性Western blot条带。(D)以GAPDH为内参对蛋白表达进行定量。PCP III通过提高CYP7A1和PPARα表达,并抑制PPARγ、PLIN2和FABP2表达,调节PPAR通路相关靶点,提示PCP III可能通过恢复脂质代谢稳态减轻肝脂质积聚。数据以均值±SEM表示。<0.05、#<0.01,与Normal组比较;*p<0.05、**p<0.01,与Model组比较。RT-qPCR n=6;Western blot n=3。
机制示意图总结
综合动物表型、肠道菌群、SCFA、肝脏转录组以及分子验证结果,研究提出了PCP III改善HFD/STZ诱导T2DM-MASLD的整体工作模型。
在肝脏层面,PCP III干预伴随PPARα升高和PPARγ降低,并与CYP7A1增强以及FABP2、PLIN2降低相伴,可能共同促进脂肪酸氧化和胆汁酸代谢,减少脂质摄取与储存,并增强抗氧化防御。
在肠道层面,PCP III重塑肠道菌群组成,增加Muribaculaceae、Clostridia_UCG-014和Dubosiella等菌群,同时降低Erysipelotrichaceae,并伴随SCFA谱发生变化。作者据此提出一个可能的“肠—肝轴”联系,但原文同时强调,这种菌群—代谢物—PPAR之间的因果链仍需要粪菌移植、无菌动物及代谢物补充/耗竭等实验进一步确认。
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图8:PCP III对HFD/STZ诱导T2DM-MASLD发挥保护作用的机制示意图。
【贡献】★★★★★
整合多组学分析结果表明,PCP III恢复脂质代谢稳态可能与PPAR通路调节有关,其作用表现为促进脂肪酸氧化并减少脂质储存。同时,PCP III能够将肠道菌群重塑为相对更健康的组成状态,从而有效减轻HFD/STZ诱导小鼠的糖尿病相关MASLD。
这些研究结果为进一步开发黄精多糖作为T2DM与MASLD共病管理相关的功能性食品成分或营养补充剂提供了实验依据。需要强调的是,上述结论来自小鼠实验;原文同时指出,PPAR通路尚缺乏直接功能阻断验证,菌群改变的因果作用也尚未得到证实,因此现阶段不宜将这些结果直接外推为人体治疗效果。
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