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黄烷-3-醇通过肠道菌群调控PPARα/PGC-1/UCP1通路改善卵巢切除小鼠骨代谢的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月12日 来源:The Journal of Nutritional Biochemistry 4.8
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针对绝经后骨质疏松症药物副作用大、疗效有限的临床难题,中山大学团队通过卵巢切除(OVX)小鼠模型,探究黄烷-3-醇(FLOs)联合抗生素(Abs)干预对骨代谢的影响。研究发现FLOs通过调节肠道菌群(如Clostridia_UCG_014)和激活PPARα/PGC-1/UCP1信号通路,显著提升雌激素水平和骨形成标志物,为膳食多酚防治骨质疏松提供了新靶点。
随着全球老龄化加剧,绝经后骨质疏松症已成为威胁中老年女性健康的隐形杀手。雌激素水平骤降导致骨量快速流失,现有药物如双膦酸盐虽能抑制骨吸收,却可能引发颌骨坏死等严重副作用;选择性雌激素受体调节剂则存在血栓风险。寻找安全有效的天然干预手段成为研究热点。黄烷-3-醇(Flavan-3-ols, FLOs)作为膳食多酚的重要亚类,在葡萄、茶叶中含量丰富,其通过肠道菌群代谢产生的活性物质如5-(3′,4′-二羟基苯基)-γ-戊内酯已被证实具有抗氧化和促成骨潜力,但具体机制尚未阐明。
中山大学公共卫生学院团队在《The Journal of Nutritional Biochemistry》发表的研究中,创新性地将卵巢切除(OVX)小鼠分为假手术组(Sham)、FLOs低/高剂量组及抗生素联合干预组(Abs+FLOs),通过micro-CT骨微结构分析、血清骨代谢标志物检测、16S rRNA肠道菌群测序和转录组学等多维度技术,系统解析了FLOs的骨保护机制。关键技术包括:建立OVX诱导的骨质疏松模型;采用抗生素鸡尾酒(含万古霉素、氨苄西林等)清除肠道菌群;基于KEGG数据库的差异基因通路富集分析。
Effect of FLOs on osteogenic metabolism in OVX mice
研究发现OVX小鼠体重显著增加,而FLOs干预能缓解这一趋势。micro-CT显示FLOs组骨小梁数量(Tb.N)和骨密度(BMD)较对照组提升1.3-1.5倍,其中Abs+FLOs组效果最显著,提示肠道菌群可能参与FLOs的骨调节作用。
Discussion
深度分析揭示FLOs通过三重机制发挥作用:1)上调血清雌激素水平,Abs组单独干预也可达到类似效果,表明FLOs并非直接作用于性腺轴;2)重塑肠道菌群结构,逆转OVX导致的s__unclassified_Ruminococcus等有益菌衰减;3)激活PPARα/PGC-1/UCP1信号通路,该通路已知参与能量代谢和线粒体功能调控。关键靶基因Adrb3(β3
-肾上腺素受体)和Gdf10(骨形态发生蛋白3)的表达变化,提示FLOs可能通过交感神经-骨代谢偶联发挥作用。
Conclusion
该研究首次证实FLOs通过微生物-肠-骨轴(microbiome-gut-bone axis)发挥骨保护效应,其核心在于菌群代谢产物调控PPARα通路与雌激素水平的协同作用。尽管临床前研究显示高剂量FLOs联合抗生素效果更佳,但考虑到长期使用抗生素的潜在风险,未来研究需聚焦特定益生菌株与FLOs的精准配伍。这项工作为开发基于膳食多酚的骨质疏松干预策略提供了理论依据,也为"以菌调骨"的精准营养理念开辟了新思路。
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