2024年9月4日，太行本草研究院师生在科研楼202会议室开展组会学习，本次由2022级硕士研究生陈乐进行“瓜蒌薤白半夏汤调节肝肠轴改善高脂肪饮食喂养诱导的小鼠代谢综合征”文献精读。

背景介绍

以肥胖、高血糖和血脂异常为特征的代谢综合征( MetS)是许多心血管疾病的病理基础。MetS在心血管疾病中受到与胰岛素抵抗相关的内脏肥胖的影响，此外，大量研究证明肠道微生物群在宿主代谢和整体健康中发挥着重要作用。因此，通过改善脂质代谢和降低胰岛素抵抗的治疗方法和调节过剩菌群成为了预防和治疗MetS的新的研究方向。本文作者通过喂养C57BL/6 ApoE^-/-小鼠高脂饲料，通过对胰岛素耐量试验、血清血脂水平和肝脏酶的检测，肝脏、回肠和结肠的病理切片分析和肝脏转录组学，研究瓜蒌薤白半夏汤（GT）是否能改善脂质代谢和降低胰岛素抵抗来治疗MetS。此外，通过对肠道菌群的研究，发现GT能影响生物体内的肠道菌群，将转录组学和肠道菌进行关联分析，显示肠道菌还能影响肝脏中的基因表达，以上结果证明GT能通过调节菌群来预防和治疗MetS。

结果与讨论

作者首先对高脂饲料喂养的ApoE^-/-小鼠进行了生理和生化指标的检测（图A-E），实验结果证明，GT和Ato治疗大大降低了高脂饲料喂养诱导的体重增加和内脏脂肪重量，以及甘油三酯、总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平。H&E染色结果(图1F)显示，GT和Ato治疗小鼠的内脏脂肪和皮下脂肪样本中脂肪细胞面积减少。

为了确定GT对肝脏中糖脂代谢的影响，进行胰岛素耐量试验，并对肝脏重量、肝功进行了检测。结果显示，GT可以调节胰岛素敏感性，降低胰岛素抵抗。GT还可以减轻肝脏重量，对肝功有一定的保护作用。为了进一步证明GT能减轻MetS相关的肝脏脂肪变性，对肝脏样本进行了H&E和ORO染色。结果表明，GT能防止肝脏脂肪浸润，改善MetS的肝功能。

接下来，作者通过转录组分析GT对肝脏表达的脂质和糖代谢相关基因的影响进行了评估。并比较不同组小鼠的差异表达基因（DEGs）。通过KEGG来描述常见DEGs的主要功能，KEGG富集分析表明有4条代谢途径在MetS的进展中起主要作用。

随后，作者用H&E和AB-PAS染色来评估回肠和结肠部分肠屏障和杯状细胞的完整性。结果表明，HFD组肠道屏障完整性被破坏，杯状细胞的丰度和结肠粘液降低，而GT能减弱这种现象。对收集的小鼠粪便进行16S rRNA基因测序，来评估肠道微生物组成。结果发现HFD组的物种多样性降低，各组的肠道微生物组成有显著差异。

虽然GT能调节肠道菌群组成，但缓解MetS相关的肠道屏障功能障碍的机制尚不清楚。因此，为了研究GT对细菌群落组成的影响，作者在不同的小鼠组中评估了不同分类水平下肠道微生物群的相对丰度。研究数据表明肠道微生物群落的组成变化有助于GT介导的对MetS的保护。

为了进一步研究糖脂代谢基因与肠道微生物群之间的关系，作者通过Pearson相关分析，结果显示g_Lachnospiraceae_NK4A136_group、g_Desulfovibrio和g_Alistipes这些菌群可能是MetS相关糖脂代谢紊乱的相关生物标志物。之后通过基因集富集分析，发现MetS对细胞因子和细胞因子受体的相互作用和趋化因子信号通路有显著影响。

最后，通过qPCR和WB实验验证基因集富集分析结果，实验证明MetS会导致Cxcl9、Ccr2、Ccl4 mRNA表达量升高，Cxcl13 mRNA表达量降低，这与肝脏趋化因子/趋化因子受体表达的差异调节一致，而GT可以逆转以上变化。

总结

综上，本研究表明，在饲喂HFD的小鼠中，GT可以通过影响相关基因表达，减轻体重，减少肝内脂质沉积和增加胰岛素敏感性来减轻MetS；能通过调节肠道菌群，来治疗代谢性疾病，并可以通过改变参与肝脏代谢和炎症的各种趋化因子/趋化因子受体的表达来预防肝脂质和免疫功能障碍。