乳酸片球菌PA-1通过调节肝脏氨基酸代谢与肠道菌群改善饮食性肥胖的作用机制

《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Pediococcus acidilactici PA-1 Alleviates Diet-Induced Obesity by Modulating Hepatic Amino Acid Metabolism and Gut Microbiota in Mice

本研究针对肥胖与2型糖尿病等全球健康挑战，探索了犬源乳酸片球菌PA-1的益生作用。研究人员通过体外实验证实PA-1具有良好的胃肠道耐受性、粘附能力及α-葡萄糖苷酶抑制活性；动物实验发现其能显著减轻高脂饮食诱导的小鼠体重增长、肝脏脂肪变性和脂质积聚。多组学分析表明PA-1通过调控肝脏氨基酸代谢通路（如丙氨酸-天冬氨酸-谷氨酸代谢），抑制丙酮酸向TCA循环的流量，降低柠檬酸、富马酸等中间产物，从而限制乙酰辅酶A用于脂肪新生；同时重塑肠道菌群，降低厚壁菌门/拟杆菌门比值，提高短链脂肪酸浓度。该研究为开发靶向氨基酸代谢的益生菌疗法提供了新思路。

　　

肥胖和2型糖尿病(T2DM)是全球性的健康挑战，通常与脂质和氨基酸代谢紊乱以及肠道菌群失调有关。益生菌干预为改善代谢紊乱提供了广阔前景，但其菌株特异性机制仍有待阐明。这项研究对一株源自犬类的乳酸片球菌PA-1进行了体外益生特性评估，并在高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型中探究了其抗肥胖效果。在体外，PA-1展现出安全性和优良的益生活性，包括胃肠道耐受性、粘附潜力、胆汁盐水解酶活性、α-葡萄糖苷酶抑制以及脂肪酸吸收能力。在活体实验中，补充PA-1显著减轻了高脂饮食喂养小鼠的体重增加、肝脏脂肪变性和脂质堆积。

对肝脏进行的多组学分析揭示，PA-1在通路水平上调控了肝脏的氨基酸代谢（例如，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢），导致靶向分析面板中的D-丝氨酸、甘氨酸和L-脯氨酸显著下降，而其他几种氨基酸（如L-天冬氨酸、L-丙氨酸）也呈现下降趋势。PA-1同时抑制了丙酮酸流入三羧酸循环的流量，并减少了几种TCA循环中间产物（例如富马酸、苹果酸、柠檬酸），最终限制了用于从头脂肪生成的乙酰辅酶A的可用性。

此外，16S核糖体核糖核酸测序表明，PA-1通过降低厚壁菌门与拟杆菌门的比值，并富集产短链脂肪酸菌属的丰度，重塑了肠道微生物群落，从而导致盲肠内容物中短链脂肪酸浓度升高。这项研究表明，PA-1通过调节肝脏氨基酸代谢和肠道菌群组成，改善了高脂饮食诱导的肥胖和代谢紊乱，凸显了其作为功能性益生菌在管理肥胖相关代谢疾病方面的潜力。