FSHW | 基于腸道菌群和代謝組探究豆粕肽對急性酒精性肝損傷的預(yù)防作用

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Introduction

急性酒精性肝損傷是一種典型的酒精性肝?。ˋLD），是由于短時(shí)間內(nèi)大量飲酒引起腸道微生物及代謝物生態(tài)失調(diào)而導(dǎo)致的肝臟損傷。盡管已有一些抗酒精藥物已被證明能夠有效治療ALD，但在預(yù)防ALD方面研究較少。豆粕是大豆加工副產(chǎn)物，含豐富的蛋白質(zhì)，豆粕肽（SPs）具有抗炎、抗氧化及改善腸道菌群等功效，是預(yù)防急性酒精性肝損傷的有效物質(zhì)。本研究中的SPs是豆粕通過初步酶解得到的混肽，并進(jìn)一步純化得到了四肽GTYW。本文評估了SPs與GTYW抗氧化能力及抑制炎癥能力，并結(jié)合腸道微生物組學(xué)與代謝組學(xué)探討了其對急性酒精性肝損傷預(yù)防機(jī)制，為飲食預(yù)防急性酒精性肝損傷提供了新思路，擴(kuò)大了豆粕肽作為一種潛在功能性食品的應(yīng)用范圍。

Results and discussion

豆粕肽對急性酒精性肝損傷小鼠腸道菌群影響

先前研究表明，腸道菌群在酒精性肝損傷發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要作用，因此作者分析了肽干預(yù)前后小鼠腸道菌群，結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明與CK組相比，M組中有益菌含量減少，如能夠增加小鼠腸道中黏液層的厚度的Akkermansia以及能夠促進(jìn)產(chǎn)生抗氧化抗炎的丁酸Lactobacillus、norank_f__Muribaculaceae。但相較于M組，SPs組和GTYW組中有益菌豐度增加如norank_f__Muribaculaceae、Akkermansia，并有害菌豐度降低。SPs與GTYW能夠調(diào)節(jié)腸道菌群，預(yù)防小鼠急性酒精性肝損傷。

圖1 腸道菌群分析

豆粕肽對急性酒精性肝損傷小鼠腸道代謝物影響

SPs與GTYW可被腸道菌群代謝成小分子物質(zhì)，從而激活多種代謝途徑以調(diào)節(jié)酒精誘導(dǎo)的代謝紊亂。本研究發(fā)現(xiàn)攝入酒精以及肽干預(yù)均會(huì)使腸道代謝物發(fā)生變化，進(jìn)而影響體內(nèi)代謝通路，結(jié)果如圖2所示。SPs通過降低cholic acid含量調(diào)節(jié)primary bile acid biosynthesis，升高quinic acid含量促進(jìn)phenylalanine, tyrosine and tryptophan biosynthesis。GTYW能夠通過升高a-linolenic acid的含量及降低phenylacetylglycine含量調(diào)節(jié)a-linolenic acid metabolism、phenylpropanoid biosynthesis及phenylalanine metabolism。

圖2 腸道代謝物及代謝通路分析

多組學(xué)相關(guān)性分析

選取影響較大的炎癥因子、氧化應(yīng)激指標(biāo)，將他們與微生物和與代謝通路有關(guān)的代謝物進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。SPs調(diào)節(jié)的quinic acid與產(chǎn)丁酸菌norank-f-Muribaculaceae呈顯著性正相關(guān)，與IL-Iβ呈顯著性負(fù)相關(guān)。GTYW調(diào)節(jié)的phenylacetylglycine與產(chǎn)生短鏈脂肪酸的Alloprevotella、Parasutterella呈負(fù)相關(guān)，并且它IL-Iβ呈正相關(guān)與CAT呈負(fù)相關(guān)。此外a-linolenic acid與Parasutterella呈正相關(guān)，與IL-Iβ和CYP2E1呈負(fù)相關(guān)。

圖3 多組學(xué)相關(guān)性分析

Conclusion

豆粕肽（SPs，GTYW）對急性酒精肝損傷具有潛在的預(yù)防作用，表現(xiàn)改善肝臟炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激。腸道微生物組及代謝組研究進(jìn)一步表明，SPs、GTYW可以調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)并改善代謝紊亂。SPs增加有益菌norank-f-Muribaculaceae豐度，并通過phenylalanine, tyrosine and tryptophan biosynthesis調(diào)節(jié)代謝損傷。GTYW促進(jìn)Alloprevotella和Parasutterella豐度增加，通過a-linolenic acid metabolism和phenylalanine metabolism調(diào)節(jié)腸道代謝。此外，通過關(guān)聯(lián)分析，建立了腸道微生物、代謝物與肝臟炎癥指標(biāo)、氧化指標(biāo)之間的相關(guān)性。綜上所述，本研究證實(shí)了SPs與GTYW可以改善腸道菌群與代謝物，進(jìn)而預(yù)防急性酒精性肝損傷。以上結(jié)果表明SPs與GTYW可能是預(yù)防急性酒精性脂肪肝的功能食品，但其對血清代謝物及通路的影響機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

第一作者簡介

劉靜波，工學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師，吉林大學(xué)“唐敖慶學(xué)者”領(lǐng)軍教授，教育部高等學(xué)校2018-2022食品科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任、中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)認(rèn)證結(jié)論審議委員會(huì)委員、食品類專業(yè)認(rèn)證委員會(huì)成員、亞洲蛋品協(xié)會(huì)副會(huì)長、國家蛋品工程技術(shù)研究中心專家組成員、吉林省功能食品工程研究中心主任、吉林省營養(yǎng)與功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任等。研究方向：營養(yǎng)與功能食品、蛋品精深加工與副產(chǎn)物綜合利用等。先后承擔(dān)“十三五”、“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等多項(xiàng)國家及省部級項(xiàng)目。發(fā)表論文200余篇，其中SCI/EI收錄100余篇；申請國家發(fā)明專利150余件，授權(quán)36 件。受邀擔(dān)任Journal of Agricultural and Food Chemistry，F(xiàn)ood Chemistry，F(xiàn)ood & Function和食品科學(xué)等國內(nèi)外知名期刊審稿專家。

通信作者簡介

張婷，工學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師，吉林大學(xué)唐敖慶青年學(xué)者，中國科協(xié)青年人才托舉工程被托舉人，中國蛋品加工業(yè)十大杰出青年英才，吉林省企業(yè)“科創(chuàng)專員”，吉林大學(xué)“勵(lì)新”優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計(jì)劃成員。擔(dān)任中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)委員、中國畜產(chǎn)品加工研究會(huì)青年工作委員會(huì)委員、吉林省食品學(xué)會(huì)常務(wù)理事兼青年工作委員會(huì)副主任。研究方向：食源性生物活性肽創(chuàng)新開發(fā)、蛋品精深加工與副產(chǎn)物綜合利用。主持“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1 項(xiàng)；主持國家自然科學(xué)基金3 項(xiàng)；主持省級各類項(xiàng)目5 項(xiàng)。以第一或通信作者在Journal of Agricultural and Food Chemistry，F(xiàn)ood Chemistry，F(xiàn)ood Hydrocolloids等高水平期刊發(fā)表論文40余篇，包括中科院一區(qū)論文24 篇（ESI高被引論文2 篇）。

Prevent effects of soybean meal peptides in acute alcoholic liver injury based on gut microbiota and metabolome alteration

Jingbo Liu, Shengrao Li, Qi Yang, Siwen Lyu, Xuanting Liu, Zhiyang Du, Xiaomin Shang, Ting Zhang*

Jilin Provincial Key Laboratory of Nutrition and Functional Food, College of Food Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130062, China

*Corresponding author.

Abstract

This study investigated the preventive effects of soybean meal peptides (SPs) and their purification peptides (GTYW) on acute alcoholic liver injury. We combined the gut microbiota, metabolites, liver inflammation, and oxidative stress indicators to explore the prevention mechanism of SPs and GTYW. Results showed that SPs, GTYW effectively improved the hepatic oxidative stress and inflammatory. Additionally, SPs and GTYW reversed the effects of alcohol on the gut microbiota, which were evident in the increased abundance of Alloprevotella, Parasutterella in the GTYW group and norank_f__Muribaculaceae in the SPs group. Non-targeted metabolomic analysis showed that SPs ameliorated metabolic disorders by regulating phenylalanine, tyrosine and tryptophan biosynthesis, while GTYW regulated metabolites through α-linolenic acid metabolism and phenylalanine metabolism. Furthermore, significant correlations were observed between gut microbiota, metabolites and liver indicators. These findings confirmed that SPs and GTYW can prevent acute alcoholic liver injury.

Reference:

LIU J B, LI S R, YANG Q, et al. Prevent effects of soybean meal peptides in acute alcoholic liver injury based on gut microbiota and metabolome alteration[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(2): 9250049. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250049.

本文編譯內(nèi)容由作者提供

編輯：王佳紅；責(zé)任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創(chuàng)意