“中国菌”干酪乳杆菌Zhang通过调节葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)减少脂肪堆积及肥胖

 

　　当下越来越多的人受到肥胖的困扰，尤其对于中心型肥胖相比一般肥胖具有较高的代谢紊乱及患心脑血管疾病的风险。中心型肥胖顾名思义就是腹腔质量大、腰围大的肥胖；极易造成脂肪在腹部的沉积，从而导致脂肪厚度大。此外，科学研究发现肠系膜脂肪厚度与心血管疾病及代谢疾病有关联。

　　葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)作为人体中重要组成，在葡萄糖代谢，维持血糖浓度方面起到关键作用，与肥胖之间也存在紧密关联。此前有来自日本的研究人员发现大鼠摄入酸马奶后可降低血脂并防止血糖受损，但对于菌群如何调节GLUT1及葡萄糖摄取等机制尚不明确。故本实验选取高脂饮食诱导的小鼠参与研究，探究益生菌干酪乳杆菌Zhang对GLUT1的调节以及减少脂肪堆积等影响。

　　实验设计

　　本实验选取健康小鼠参与为期21周的科学研究，均经过高脂饮食处理，分为GV组（GLUT1肠绒毛敲除基因小鼠；n=6）、GVP组（GLUT1肠绒毛敲除基因小鼠+益生菌；n=5）、GF组（GLUT1 flox/flox小鼠；n=18）、GFP组（GLUT1 flox/flox小鼠+益生菌；n=18）及GFT组（摄入56天高脂饮食后GLUT1 flox/flox小鼠+益生菌；n=18）。第21周采集附睾、肾周及肠系膜的白色脂肪组织(WAT)并称重；进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)。其中益生菌干预措施为每只小鼠每日服用干酪乳杆菌Zhang（40亿CFU）。

　　实验结果

　　1.小鼠体重及血糖指标

　　在第8周至第18周之间，GV对照组小鼠体重高于GF对照组小鼠体重，但在18周以后变化并不显著。经过13周高脂饮食干预后，经过干酪乳杆菌Zhang干预的GVP组、GFP组和GFT组小鼠体重持续偏低，并维持到实验结束。GVP组小鼠体重显著低于GV组小鼠；而GFP组小鼠体重也显著低于GF组小鼠。在血糖指标监测方面，发现GFP组小鼠相比GFT组小鼠在OGTT测试中30分钟血糖水平显著下降。
 

　　这表明服用干酪乳杆菌Zhang可以降低高脂饮食的小鼠体重；且在口服葡萄糖耐量试验中服用干酪乳杆菌Zhang还可以有效降低血糖水平。

　　2.脂肪组织分析

　　在第21周对小鼠的附睾、肾周和肠系膜的白色脂肪组织进行提取并进行称重，发现肾周和肠系膜的白色脂肪组织质量显著下降。与GF组小鼠相比，GFP组小鼠的肾周白色脂肪组织质量显著下降；与GV组小鼠、GF组小鼠相比，GVP组小鼠及GFP组小鼠的肠系膜白色脂肪组织质量下降都很显著。在肠系膜脂肪细胞大小方面，发现服用干酪乳杆菌Zhang的GVP组和GFP组脂肪细胞大小显著减小。
 

　　这表明服用干酪乳杆菌Zhang可以减少小鼠肾周和肠系膜的白色脂肪组织质量及脂肪细胞大小。

　　3.肠道菌群结构分析

　　在门的水平上，经过干酪乳杆菌Zhang干预后，各组小鼠的厚壁菌门／拟杆菌门的比率显著提升；而在属的水平上，经过干酪乳杆菌Zhang干预后，类杆菌以及瘤胃球菌属丰度有所提高。

　　主坐标分析发现，经过干酪乳杆菌Zhang干预后小鼠肠道菌群的物种多样性有所提升。此外，还发现干酪乳杆菌Zhang可以减少小鼠中造成其肠道感染等一系列致病菌的丰度，有效改善肠道菌群结构。通过研究不同细菌之间相互作用，发现肠类杆菌和嗜酸类杆菌之间存在正相关，表明他们在促进减肥效果方面有帮助，而干酪乳杆菌Zhang的干预正好可以增加这些促进减肥有益菌的丰度。
 

　　这表明服用干酪乳杆菌Zhang可以有效调节小鼠肠道菌群结构，促进菌群平衡，减少造成炎症等致病菌丰度，提升例如拟杆菌属、Odoribacter和Alistipes finegoldii等促进减肥的菌群丰度。

　　4.代谢途径分析

　　对比对照组及服用干酪乳杆菌Zhang的实验组共发现20条显著差异的代谢通路，发现经过干酪乳杆菌Zhang干预后可能会降低相当多的微生物酶功能。与此同时还可以有效调节有关于脂肪酸代谢；糖、多元醇和脂类物质转运以及磷酸和氨基酸转运等代谢通路丰度。
 

　　这表明服用干酪乳杆菌Zhang可以有效调节代谢通路的丰度，进而影响到脂肪沉积、糖耐量及体重等指标，以达到减肥效果。

　　小结

　　干酪乳杆菌Zhang可以很好的调节肠道菌群提升促进减肥的菌群丰度；有效调节有关于脂肪酸代谢；糖、多元醇和脂类物质转运以及磷酸和氨基酸转运等代谢通路丰度。干酪乳杆菌Zhang还可以降低小鼠口服葡萄糖耐量试验中的血糖浓度；减少小鼠肾周和肠系膜的白色脂肪组织质量及脂肪细胞大小；从而减轻体重，达到减肥的效果！

　　“中国菌”—干酪乳杆菌Zhang

　　2002年分离自内蒙古锡林郭勒大草原自然发酵酸马奶，是我国第一株完成全基因组测序的益生菌；经过多年来的科学研究发现其具有诸多益生功效，截至目前已发表相关文献178篇，申请专利16项；干酪乳杆菌Zhang也是来自中国本土益生菌的核心代表菌株之一。