甲基乙二醛衍生的氢咪唑酮1(MG-H1)、Nε-羧乙基赖氨酸(CEL)与热加工饮食通过肠道菌群-胆汁酸轴差异调控肥胖小鼠脂代谢的机制研究

本研究针对高脂饮食(HFD)诱导的肥胖模型，系统探究了三种常见膳食晚期糖基化终末产物(dAGEs)——甲基乙二醛衍生的氢咪唑酮1(MG-H1)、Nε-羧乙基赖氨酸(CEL)和热加工饮食对代谢健康的影响。通过整合16S rRNA测序、非靶向代谢组学和靶向脂质组学技术，发现MG-H1与CEL显著降低肥胖小鼠体重并改变肠道菌群组成，而热加工饮食则加剧肥胖表型。该研究首次揭示不同结构dAGEs通过"宿主-菌群-代谢"互作网络差异调控脂质代谢的分子机制，为精准营养干预提供新靶点。

　　

在现代食品工业中，美拉德反应(Maillard reaction, MR)赋予食物诱人的色泽和风味，却同时产生了一系列潜在有害物质，其中晚期糖基化终末产物(advanced glycation end products, AGEs)近年来备受关注。这些由还原糖与氨基酸非酶促反应形成的化合物，不仅与糖尿病、神经退行性疾病等慢性病密切相关，最新证据表明它们还可能通过改变肠道微生态加剧代谢紊乱。然而，面对食物中已鉴定的40余种AGEs，科学界对其个体化生物效应的认知仍存在巨大空白——尤其是甲基乙二醛衍生的氢咪唑酮1(MG-H₁)和N^ε-羧乙基赖氨酸(CEL)这两种丰度最高但研究最少的AGEs亚型。

台北医学大学的研究团队在《Food Chemistry》发表的最新研究，首次系统比较了MG-H₁、CEL与热加工饮食对高脂饮食(high-fat diet, HFD)诱导肥胖小鼠的差异化影响。研究人员采用多组学联用策略，通过12周动物实验结合LC-MS/MS靶向检测、非靶向代谢组学、16S rRNA测序等技术，揭示了不同结构dAGEs通过"宿主-菌群-胆汁酸"轴调控脂代谢的分子图谱。

【关键技术方法】
研究选用C57BL/6J小鼠建立HFD肥胖模型，分别补充MG-H₁、CEL或热加工饮食12周。采用UPLC-MS/MS定量分析肝脏AGEs沉积；通过非靶向代谢组学检测血清代谢物变化；利用靶向脂质组学分析磷脂代谢谱；基于16S rRNA测序解析肠道菌群结构；结合GC-MS测定次级胆汁酸水平。

【研究结果】

体重与脂肪组织变化
MG-H₁和CEL组小鼠最终体重显著低于普通HFD组(p<0.05)，而热加工饮食组反而增加9.6%的体重。组织学显示MG-H₁显著减少附睾脂肪细胞直径，提示其可能抑制脂肪细胞肥大。

肝脏AGEs沉积特征
质谱分析发现MG-H₁和热加工饮食组肝脏中精氨酸衍生AGEs（主要是MG-H₁）积累量是赖氨酸衍生AGEs的3.2倍，而CEL组未观察到显著沉积，表明不同结构AGEs存在组织特异性分布。

代谢组学特征
非靶向代谢组学揭示MG-H₁显著下调溶血磷脂酰胆碱(LPC)16:0和18:0水平（降幅达42%），同时升高苯丙氨酸浓度。热加工饮食则显著改变ω-3/ω-6多不饱和脂肪酸比例，这些变化与肝脏脂质蓄积程度呈强相关性(r=0.78)。

肠道菌群重塑
16S测序显示所有处理均显著降低拟杆菌门/厚壁菌门比值。值得注意的是，MG-H₁和CEL特异性促进疣微菌科(Verrucomicrobiaceae)和丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)增殖，这两个菌科与次级胆汁酸代谢密切相关。

次级胆汁酸代谢
靶向分析发现MG-H₁组脱氧胆酸(DCA)和石胆酸(LCA)水平升高2.1-3.3倍，菌群-宿主共代谢分析显示这些变化与阿克曼菌(Akkermansia)丰度呈正相关，提示AGEs可能通过调控特定菌群影响胆汁酸循环。

【结论与意义】
该研究首次阐明：1）结构差异决定dAGEs生物学效应的异质性——精氨酸衍生的MG-H₁主要影响肝脏脂代谢，而赖氨酸衍生的CEL更倾向于调控菌群组成；2）热加工饮食的促肥胖效应可能源于其复杂的AGEs混合物协同作用；3）疣微菌科-次级胆汁酸轴是AGEs调控代谢的新通路。这些发现不仅为理解食品加工过程中产生的特定AGEs的健康风险提供分子依据，更启示未来开发精准膳食干预策略时，需考虑不同AGEs亚型的结构特异性效应。研究采用的"多组学-微生物-代谢"整合分析范式，也为系统性评估食品加工副产物的生物效应提供了方法学参考。