文獻分享 | J Agr Food Chem肥胖與膽汁酸
肥胖已成為全球性的重大健康問題，是基因、環境和生活方式等多因素共同作用的結果。在引發肥胖發病的眾多因素中，過度攝入高能量食物是導致大多數肥胖發生的重要原因之一。利用高脂飲食長期干預誘導的肥胖動物模型是研究人類肥胖發生發展規律或減肥藥物干預的較理想的實驗動物模型，多項研究表明，長期高脂飲食干預Wistar或SD（Sprague-Dawley）大鼠可以復制出與人類肥胖發生發展過程十分相似的肥胖表型。
Hong Lin, Yanpeng An, Huiru Tang, and Yulan Wang. Alterations of Bile Acids and Gut Microbiota in Obesity Induced by High Fat Diet in Rat Model[J]. J Agric .Food Chem. 2019, 67(13): 3624-3632.（鏈接）
摘要：
為了闡明肥胖發展過程膽汁酸的作用及其與腸道微生物的交互作用，研究者（博萊克技術人員參與）采用高脂飲食（HFD）在SD大鼠模型中誘導肥胖，收集了糞便、血漿、肝組織和腸道組織，采用UPLC-MS來定量檢測其中的膽汁酸組成和濃度，發現無論何種飲食方式，牛磺酸結合的膽汁酸是肝臟中的優勢種，而非結合的膽汁酸是血漿中的優勢種。HFD引起總膽汁酸池的輕微增加，HFD組的血漿和肝臟組織中，DCA和TDCA顯著性增加，這與腸道組織和糞樣中DCA的增加相一致，這些變化與Blautia，Coprococcus，Intestinimonas，Lactococcus，Roseburia和Ruminococcus屬的豐度增加有關。本項研究揭示了肥胖發展過程中膽汁酸流及其與腸道微生物群的交互作用對健康的不利影響。
實驗動物與樣品收集：
24只6周齡的SD大鼠，隨機分為對照組和實驗組，對照組給予正常飲食而實驗組而實驗組給予81天的高脂飲食。收集第7、28、56和81天的糞樣以及大鼠犧牲后的肝臟、空腸、回腸、盲腸、結腸組織和血漿樣品。
檢測分析：
使用28種膽汁酸標準品和6種氘代內標，在Agilent 1290UPLC-6460 QqQ設備上進行方法開發和優化，并進行方法學驗證（線性、LOQ、穩定性和回收率），證實檢測方法高效可靠。使用該方法對肝臟組織和糞樣進行膽汁酸定量檢測分析。
檢測結果：
Figure 1. Bile acid compositions in (A) liver and (B) serum from rats fed with normal diet for 81 days. (C) Concentrations of TUDCA and TDCA in liver from both control (n = 12) and HFD (n = 12) groups. (D) Concentrations of DCA and iso-DCA in plasma from both control and HFD groups. Data are collected with UPLC-MS/MS method and shown as mean ± SEM in histograms (C) and (D). Asterisk (*) represents p-value <0.05; p-values were from the Student’s t test or Kruskal−Wallis test.
Figure 6. Biotransformation of bile acids in rodent. Four squares, respectively, indicate the level of specific bile acid in fecal samples at days 7, 28, 56, and 81, while the circle indicates the level of hepatic bile acids. Data are collected with UPLC-MS/MS method. Red denotes a significant increase in the HFD group (n = 12) compared with the control group (n = 12), while blue shows the decrease, black indicates no change, and white means none detected.
分析及小結：
有研究表明HFD誘導的肥胖及遺傳性肥胖都伴隨著宿主腸道微生物和能量獲取能力的變化，之前普遍認為短鏈脂肪酸（SCFAs）作為微生物的專有代謝產物，在宿主-腸道微生物共代謝的過程中起了重要作用，而膽汁酸常常在共代謝研究中被忽視，僅有少量文獻關注血漿膽汁酸與BMI的相關性、CDCA/DCA與能量代謝過程中酶活性的相關性。
本研究發現了高脂飲食會使膽汁酸肝腸循環中DCA的水平增加、UDCA的水平降低，在肝臟組織和糞樣中的變化一致，DCA的產生是通過存在于細菌中的7α-脫氫酶催化產生，糞樣膽汁酸與腸道菌群的相關性分析結果也證實了這個觀點。除此以外，本研究還發現了HFD組的糞樣中結合態膽汁酸水平降低，特別是T-α-MCA，GCA，TUDCA和GCDCA，結合態膽汁酸主要起乳化劑的作用，輔助脂肪的吸收，這些膽汁酸主要是由腸道微生物水解產生的次級膽汁酸。結果顯示腸道厭氧類細菌與糞樣中結合膽汁酸（TCA和GCA）呈負相關，表明腸道菌群有助于減少HDF組糞樣中的結合膽汁酸。
這些發現能促進肥胖發展過程中膽汁酸和腸道微生物群的相互作用的研究，提供了一種新的研究視角。
