葛根和乌梅具有药用价值,含有活性成分如异黄酮、三萜类化合物等,这些成分对于保护肝脏免受脂肪变性和炎症的影响具有积极作用。
两者组成的复合物如葛根乌梅饮,具有养肝健脾、解酒保肝的功效,对酒精引起的肝损伤有较好的保护作用。鉴于社会发展带来的嗜酒人群增加,由酒精引起的肝疾病日益增加,因此以多组学研究酒精性肝病的中药缓解方法具有社会现实意义。
一、材料方法
葛根和乌梅按1:1的质量比混合,提取浓缩得固态复合物(PPC),提取物溶于甲醇后,采用UPLC-MS/MS平台进行成分分析。酒精性肝损伤模型通过持续14天灌胃白酒来建立,60只昆明小鼠随机分为对照组、肝损伤组、水飞蓟宾治疗组、低、中、高剂量PPC治疗组,分别收集粪便、血液、肝脏和回肠样本待测。
对肝样本进行了转录测序分析差异表达基因, 对粪便样本进行了16S rRNA测序分析肠道微生物群落结构变化,血清生化指标检测包括ALP、ALT、AST、TC、TG等,测定了肝中GSH、CAT、SOD、IL-6等。验证手段包括免疫组织化学和Western blotting,进一步验证了相关标志物的变化情况。
二、结果讨论
研究发现,葛根-乌梅复合物能够纠正酒精性肝病(ALD)早期阶段的脂质代谢紊乱,减少酒精引起肝脏脂肪累计,恢复血清中AST、ALT、TC等指标,提高SOD、GSH和CAT活性而增强抗氧化应激反应,通过下调TLR4、CD14和MyD88等蛋白来调节NF-κB信号通路,来抑制炎症因子如IL-6、IL-1β和TNF-α的释放,恢复occludin、claudin-4和ZO-1的表达,维持肠黏膜屏障的完整性。
16S基因测序显示,ALD模型组中Bacteroidota门细菌的数量减少,肠道微生物多样性降低,经PPC处理后,细菌多样性得到恢复,Muribaculaceae、Streptococcus等有益菌群增多,影响多种脂质代谢相关通路,如类固醇激素生物合成、花生四烯酸代谢以及初级胆汁酸生物合成等。强调了肠道微生物群对于酒精性肝病发展的重要作用,即PPC通过恢复肠道微生物平衡,通过“肠道-肝脏轴”的调节机制间接改善肝脏状况。
三、研究结论
该研究通过液相色谱-质谱(LC-MS)、转录组学分析、16S rRNA基因测序、血清生化指标检测以及组织学检查等多种技术手段,评估了葛根-乌梅复合物(PPC)对酒精性肝病(ALD)的治疗效果。
研究发现,PPC能够调节脂质代谢,抑制炎症反应,增强抗氧化应激能力,并恢复肠道微生物群落结构,从而有效缓解ALD症状。这些结果不仅展示了PPC作为潜在治疗手段的应用前景,还揭示了其在调节脂质代谢、抑制炎症及改善肠道微生物平衡方面的具体机制,为开发新的功能性食品或药物提供了科学依据,具有重要的科学价值和临床意义。
图1. 显示葛根-乌梅复合物(PPC)的成分分析及酒精性肝病(ALD)小鼠肝脏转录组学结果
A.PPC的UPLC-MS/MS分析结果,黑色、红色和绿色线条分别代表UPLC(PDA检测器)、正离子模式和负离子模式的结果。
B.火山图显示ALD相关基因,蓝色和红色分别表示下调和上调。
C.与ALD相关基因的GO分析,包含生物过程BP、分子功能MF、细胞组分CC等,与脂质代谢相关的GO注释用红色圈出。
D.与ALD相关基因的KEGG通路分析。
图2. 显示16S rRNA的分析结果,比较了葛根-乌梅复合物(PPC)处理与否的酒精性肝病(ALD)小鼠的肠道微生物群落异同
A. 肠道微生物在门水平上的物种组成条形图。
B. 肠道微生物α多样性差异,包含(ACE指数和Shannon指数)。
C. 肠道微生物共有独特特征花瓣图。
D. 肠道微生物基于加权Unifrac算法的ANOSIM分析(R = 0.425, p = 0.001)。
E. 肠道微生物基于加权Unifrac算法的NMDS分析(应力值Stress = 0.1908)。
F. 肠道微生物LEfSe的系统发育树。
(图像说明:o表示目;f表示科;g表示属;s表示种。Con为对照组;Mod为白酒处理组;Pos为水飞蓟宾组;Low为低剂量PPC组;Med为中剂量PPC组;Hig为高剂量PPC组。)
图3. 显示葛根-乌梅复合物(PPC)处理与否的酒精性肝病(ALD)小鼠16S rRNA 测序数据的KEGG分析。Mod表示白酒处理组;Hig表示高剂量PPC组,与脂质代谢相关的注释用红色圈出。
图4. 显示各组小鼠表型特征情况
A. 小鼠体重变化。
B. 小鼠肝脏体重比的差别。
C. 小鼠血清肝功能生化指标(AST、ALT、ALP、TC、TG、LDL-C)的检测结果。
(图像说明:Con为对照组;Mod为白酒处理组;Pos为水飞蓟宾组;Low为低剂量PPC组;Med为中剂量PPC组;Hig为高剂量PPC组。)
图5. 显示肝组织的H&E(HE)染色和油红O(ORO)染色
在组织学图像中,显微镜放大倍数为10×和40×,标尺长度分别为100 μm和20 μm。黑色箭头指示淋巴细胞浸润的位置,红色箭头指示退化和坏死的肝细胞。Con表示对照组;Mod表示白酒处理组;Pos表示水飞蓟宾组;Low表示低剂量PPC组;Med表示中剂量PPC组;Hig表示高剂量PPC组。
图6. 显示PPC通过抗氧化活性和恢复肠道屏障完整性来缓解酒精性肝病(ALD)小鼠的炎症
A.血清抗氧化应激标志物MDA、CAT、GSH和SOD的ELISA检测结果。
B.血清炎症IL-6、IL-1β 和 TNF-α的ELISA结果。
C.NF-κB信号通路的关键组成p65蛋白的Western blotting结果。
D.NF-κB信号通路的关键组成蛋白(TLR4、CD14、IκBα 和 P65)的Western blotting结果。
E.肠道蛋白标志物(ZO-1、occludin 和 claudin-4)的Western blotting结果。
(图像说明:Con为对照组;Mod为白酒处理组;Pos为水飞蓟宾组;Low为低剂量PPC组;Med为中剂量PPC组;Hig为高剂量PPC组。)
参考文献
Gao R, Huang Q, Zeng Y, Chen D, Jia Z, Han B, Huang X, Wang Q, Hu X, Liao M, Li J. Pueraria lobata-Prunus mume Complex Alleviates Alcoholic Liver Disease by Regulating Lipid Metabolism and Inhibiting Inflammation: A Transcriptome and Gut Microbiota Analysis. Foods. 2024 Aug 1;13(15):2431. doi: 10.3390/foods13152431. PMID: 39123621; PMCID: PMC11311716.
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