FSHW | 菊粉通過肝巨噬細(xì)胞極化和腸-肝軸脂質(zhì)代謝來(lái)緩解HFD誘導(dǎo)的NAFLD

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Highlights

• 菊粉通過改變IRE1α-XBP1通路和巨噬細(xì)胞極化顯著改善NAFLD。

• 菊粉通過調(diào)節(jié)與糞便膽汁酸相關(guān)的腸道菌群和保護(hù)結(jié)腸免疫，改善腸道環(huán)境。

Introduction

NAFLD被認(rèn)為是慢性代謝疾病的肝臟表現(xiàn)，通常與肥胖、血脂異常、高血壓和糖尿病密切相關(guān)。據(jù)估計(jì)，非酒精性脂肪肝病的患病率約為25%，大量NAFLD的患者進(jìn)一步發(fā)展為非酒精性脂肪性肝炎(NASH)。在嚴(yán)重的情況下，NASH可能發(fā)展為肝纖維化、肝硬化，甚至肝細(xì)胞癌。目前，對(duì)于NAFLD的治療措施主要是限制熱量飲食、改變生活方式及以減少至少5%-7%體重為目標(biāo)的體育活動(dòng)，但缺少有效的藥物和功能性食品預(yù)防NASH。隨著高脂膳食的流行，益生元已成為日常飲食中不可或缺的一部分，其對(duì)保持機(jī)體的健康至關(guān)重要。

有研究發(fā)現(xiàn)，非酒精性脂肪肝的嚴(yán)重程度與腸道菌群失調(diào)和腸道菌群代謝功能的改變有關(guān)。菊粉具有通過調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)來(lái)改變微生物衍生產(chǎn)物如短鏈脂肪酸濃度的能力，從而控制體重并減輕肝臟脂肪堆積。目前關(guān)于菊粉的研究主要集中在其對(duì)炎癥性腸病的預(yù)防及治療方面，對(duì)于NAFLD及其相關(guān)機(jī)制研究較少。

西北大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院岳田利教授、宋微副教授和胡錦宏碩士等在本研究中通過建立小鼠高脂NAFLD模型，分析菊粉對(duì)肥胖及其引起的代謝紊亂、腸道菌群及代謝物失調(diào)、結(jié)腸屏障損傷及結(jié)腸免疫障礙和肝臟巨噬細(xì)胞極化及脂質(zhì)代謝的干預(yù)作用，探討菊粉攝入對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)NAFLD和結(jié)腸炎癥的保護(hù)作用。

Results

菊粉干預(yù)緩解高脂飲食導(dǎo)致的肝臟脂肪變性和氧化應(yīng)激，通過減少肝臟巨噬細(xì)胞的募集降低NAFLD小鼠肝臟炎癥。

圖1菊粉改善肝臟氧化應(yīng)激和炎癥

菊粉干預(yù)改善結(jié)腸萎縮和組織病理學(xué)的惡化，調(diào)節(jié)腸道失調(diào)和膽汁酸代謝紊亂，進(jìn)而減輕腸道炎癥和免疫功能。

圖2用非靶代謝組學(xué)分析三組之間的代謝物

菊粉可能通過抑制IRE1α-XBP1通路從而改善肝臟巨噬細(xì)胞極化和脂質(zhì)代謝。

圖3菊粉通過調(diào)節(jié)肝巨噬細(xì)胞極化改善脂質(zhì)代謝和合成

Conclusion

目前，益生元菊粉對(duì)NAFLD的治療機(jī)制尚未完全闡明。在這里，我們通過多種方法研究菊粉對(duì)高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD小鼠的影響。11周菊粉治療通過改變巨噬細(xì)胞極化和脂質(zhì)代謝異常顯著改善NAFLD和腸道炎癥。同時(shí)，菊粉的積極作用與腸道菌群密切相關(guān)。菊粉通過調(diào)節(jié)與糞便膽汁酸相關(guān)的腸道菌群保護(hù)結(jié)腸屏障，改善肝臟巨噬細(xì)胞極化和脂質(zhì)合成。本研究有助于闡明菊粉改善NAFLD的腸-肝軸機(jī)制。

01

第一作者

宋微，女，工學(xué)博士，西北大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師。主要從事食物營(yíng)養(yǎng)與健康關(guān)系、益生菌功能及腸道菌群與骨代謝關(guān)系研究。天津科技大學(xué)與康奈爾大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士；普渡大學(xué)博士后；哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士后；美國(guó)威斯康星大學(xué)-麥迪遜分校訪問學(xué)者。2019年作為學(xué)術(shù)骨干引進(jìn)西北大學(xué)營(yíng)養(yǎng)健康制造與安全控制團(tuán)隊(duì)。中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)分會(huì)理事，中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)食物與烹飪營(yíng)養(yǎng)分會(huì)理事，《Food Frontiers》、《e-Food》青年編委，中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)科技創(chuàng)新獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2015年）。主持國(guó)家自然科學(xué)青年基金、十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題、教育部博士點(diǎn)專項(xiàng)基金、中國(guó)博士后特別資助項(xiàng)目、中國(guó)博士后面上資助項(xiàng)目、黑龍江省自然科學(xué)基金等研究課題。發(fā)表SCI論文30余篇，出版著作5部，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利4項(xiàng)。

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通信作者

岳田利，博士，二級(jí)教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任西北大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)，西鳳酒研究院院長(zhǎng)，西北大學(xué)冰峰飲品研究院院長(zhǎng)，國(guó)務(wù)院第六、七屆學(xué)位委員會(huì)食品科學(xué)與工程學(xué)科評(píng)議組成員。2002年獲霍英東青年基金，2005年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃，2006年入選享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家，2008年入選陜西省“三五”人才，連續(xù)入選斯坦福大學(xué)（2019、2020、2021）發(fā)布的全球前十萬(wàn)名科學(xué)家。兼任國(guó)際食物營(yíng)養(yǎng)與安全協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全專家組成員，國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局食品安全專家組成員，農(nóng)業(yè)部蘋果綜合加工技術(shù)集成科研基地負(fù)責(zé)人，中國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)，陜西省食品安全專家委員會(huì)主任，陜西省營(yíng)養(yǎng)健康食品個(gè)性制造工程實(shí)驗(yàn)室主任，陜西省人大常委會(huì)食品安全立法咨詢專家，中國(guó)真菌毒素防控科技創(chuàng)新聯(lián)盟常務(wù)理事，陜南生物資源開發(fā)與利用聯(lián)盟學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，陜西省柑橘產(chǎn)業(yè)科技聯(lián)盟學(xué)術(shù)委員會(huì)主任，陜西省人民政府食品安全應(yīng)急管理專家組成員，陜西省食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程分會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)農(nóng)產(chǎn)品加工分會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)果蔬加工分會(huì)常務(wù)理事，國(guó)家保健產(chǎn)品審評(píng)專家，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定（CNAS）評(píng)審專家。擔(dān)任《Food Frontiers》共同科學(xué)主編，《e-Food》、《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》、《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》、《食品科學(xué)》）等國(guó)內(nèi)外期刊編委。

先后主持國(guó)家“十一五”科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目、“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、農(nóng)業(yè)部“跨越計(jì)劃”、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等十多項(xiàng)，主持省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目20余項(xiàng)，橫向課題50余項(xiàng)，先后獲得省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，霍英東基金獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)青年科技獎(jiǎng)1項(xiàng)。在《Science Advances》、《Chemical Engineering Journal》、《Trends in Food Science & Technology》、《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》、《Critical Reviews in Food Science & Nutrition》、《Biosensors & Bioelectronics》等國(guó)際TOP期刊發(fā)表SCI論文360余篇，獲得國(guó)家發(fā)明專利30余項(xiàng)。

Inulin alleviates HFD-induced NAFLD by hepatic macrophage polarization and lipid metabolism via gut-liver axis

Wei Song*, Jinhong Hu, Lina Zhu, Bing Chen, Lingling Li, Xiaole Cui, Ting Zhang, Yaxing Miao, Kaixin Su, Changchun Liu, Yane Luo, Tianli Yue*

College of Food Science and Technology, Laboratory of Nutritional and Healthy Food-Individuation Manufacturing Engineering, Research Center of Food Safety Risk Assessment and Control, Northwest University, Xi’an 710069, China

*Corresponding author.

Abstract

Long-term intake of high-fat diet (HFD) leads to systemic hypo-inflammation, which is involved in the pathogenesis of many liver diseases. The aim of this study was to evaluate the interventional effect of inulin addition on HFD-induced non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Here, we assessed liver inflammation and lipid metabolism by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) kits and real-time quantitative polymerase chain reaction (qPCR), and explored its relationship with intestinal flora and metabolites by 16S rDNA gene sequencing and untargeted metabolomics. In addition, we determined the effect of the inositol-requiring enzyme-1α-X-box binding protein 1 (IRE1α-XBP1) pathway on liver macrophage polarization by flow cytometry. In conclusion, our study has demonstrated that inulin ameliorates high levels of bile acids and colonic immune disorders induced by HFD, and improves hepatic macrophage polarization and hepatic lipid metabolism via the intestine-hepatic axis, thus providing a mechanistic basis for therapeutic approaches to modulate bile acids to improve colonic inflammation and NAFLD.

Reference:

SONG W, HU J H, ZHU L N, et al. Inulin alleviates HFD-induced NAFLD by hepatic macrophage polarization and lipid metabolism via gut-liver axis[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(2): 9250040. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250040.

本文編譯內(nèi)容由作者提供

編輯：梁安琪；責(zé)任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創(chuàng)意