《The Journal of Nutrition》：Pinto bean supplementation improves maternal metabolic outcomes in a high-fat diet-induced obesity model of pregnancy
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背景：母体肥胖与脂质代谢紊乱、炎症及肠道微生物群改变相关，这些改变可共同损害胎盘功能和胎儿发育。平托豆（pinto bean，PB）是一种富含纤维和多酚的豆类，可能减轻妊娠期代谢功能障碍。方法：雌性C57BL/6小鼠（n=20/组）喂饲对照饮食（control
背景：母体肥胖与脂质代谢紊乱、炎症及肠道微生物群改变相关，这些改变可共同损害胎盘功能和胎儿发育。平托豆（pinto bean，PB）是一种富含纤维和多酚的豆类，可能减轻妊娠期代谢功能障碍。方法：雌性C57BL/6小鼠（n=20/组）喂饲对照饮食（control diet，CON）或高脂饮食（high-fat diet，HFD）六周，随后随机分组（n=10/组），在妊娠前和妊娠期间继续喂饲含或不含10% PB的饮食额外六周。母鼠在妊娠日（gestational day，GD）17–17.5安乐死，并采集母体和胎儿组织。评估体成分、血清脂质、母体肝脏基因和蛋白表达、肠道微生物群组成、胎盘形态以及胎儿肝脏和胎盘基因表达。采用广义线性和混合模型（以母鼠为实验单位）进行分析。结果：HFD增加脂肪量百分比（% fat mass，26% vs 19%）并降低瘦体重百分比（% lean mass，74% vs 81%；均p<0.05）。在HFD喂养母鼠中，PB降低总胆固醇（total cholesterol，TC；43.4 vs 69.5 mg/dL）、非高密度脂蛋白胆固醇（non-HDL cholesterol；10.3 vs 16.3 mg/dL）和甘油三酯（triglycerides；48.1 vs 68.7 mg/dL；均p<0.05）。PB使肝脏Srebp1c（sterol regulatory element-binding protein 1c）基因表达降低～35%（p=0.047），Hmgcr（3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase）表达降低～36%（p=0.015），并使肝脏malonyl-CoA–acyl carrier transacylase丰度降低～23–27%（p<0.001）。HFD+PB组肠道微生物丰富度（Chao1）高于HFD组（p=0.036）。窝仔数在PB组呈升高趋势（CON+PB：9.2 vs HFD：7.4，p=0.07；HFD+PB：9.3 vs HFD：7.4，p=0.056）。雌性HFD+PB组胎盘重量较CON+PB组低～35%（p=0.014）。PB使CON喂养小鼠胎盘Fatp1（fatty acid transport protein 1）升高～10倍（p<0.05），胎盘坏死随性别而异（雄性蜕膜层HFD vs CON，p=0.01；雌性交界区HFD+PB vs CON+PB，p=0.03）。结论：PB补充降低HFD喂养母鼠血清胆固醇和甘油三酯，降低肝脏脂生成基因表达，并提高肠道微生物丰富度。胎盘和胎儿差异适度且依赖性别和饮食，影响胎盘坏死。
研究背景：过去30–40年全球肥胖率快速上升，主要与城市化、工业化、久坐生活方式和能量密集饮食有关；美国及全球女性肥胖率高于男性，约三分之一美国育龄女性存在肥胖，孕妇肥胖比例由2016年的26.1%升至2019年的29.0%。母体肥胖与妊娠糖尿病、早产、心血管和胃肠道并发症及产前死亡风险增加相关，并可损害胎盘功能、改变胎儿生长、增加心脏和神经管缺陷等先天异常风险，因此需要安全、有效、可实施的妊娠期肥胖相关并发症干预策略。妊娠期饮食影响母体代谢健康和胎儿发育；肥胖相关肠道微生物群改变可促进炎症和代谢失调，影响母胎交流及发育编程。平托豆（pinto bean，PB；Phaseolus vulgaris L.）富含纤维、植物蛋白、微量营养素和生物活性化合物，其酚类具有抗氧化和抗炎作用，可中和活性氧、降低氧化应激；非妊娠人群规律摄入豆类与代谢综合征、肥胖、血脂异常、心血管风险和氧化应激标志物改善相关，可能通过调节炎症通路及脂质和葡萄糖代谢实现；PB的可发酵纤维可改善肠道微生物群和短链脂肪酸（short-chain fatty acid，SCFA）产生，α-淀粉酶抑制剂可减慢淀粉消化并减弱餐后血糖尖峰，生物活性化合物可能减少脂生成并抑制环氧合酶（cyclooxygenase，COX）-1和COX-2。但PB补充对妊娠期尤其是肥胖女性代谢和炎症标志物的影响仍 largely unknown。为此，研究人员在高脂饮食（high-fat diet，HFD）诱导母体肥胖小鼠模型中评估PB补充对母体体成分、代谢健康、胎盘和胎儿发育、基因表达及肠道微生物群组成的影响；假设PB可减轻HFD诱导的母体代谢功能障碍，并可能以性别和饮食依赖方式影响肠道微生物群和胎盘结局。
研究方法：研究使用40只4周龄雌性C57BL/6小鼠（购自Charles River Laboratory，Wilmington，MA；Oklahoma State University IACUC #23-04），适应1周后随机给予对照饮食（control diet，CON）或HFD六周诱导肥胖（n=20/组），再随机分为CON、CON+PB、HFD、HFD+PB（n=10/组），继续六周并在交配和妊娠期维持相应饮食，PB剂量为10%（wt/wt）。于GD17–17.5处死，采集母体、胎盘、胎儿及胃肠道组织。关键技术包括HFD诱导肥胖妊娠小鼠模型、双能X线吸收法（dual-energy X-ray absorptiometry，DXA）体成分分析、血清脂质临床化学分析、母体肝脏及回肠/心脏和胎盘/胎肝定量实时PCR（quantitative real-time PCR，qRT-PCR）、肝脏无标记数据非依赖采集（data-independent acquisition，DIA）蛋白质组、盲肠内容物16S rRNA基因测序及胎盘/胎肝组织形态计量；统计分析采用广义线性和混合模型，以母鼠为实验单位。
结果：高脂饮食增加母体体重、白色脂肪组织（white adipose tissue，WAT）和胰腺重量及总脂肪量，而PB补充提高瘦体重。通过HFD喂养至妊娠发现，HFD组从第42天起平均体重持续较高；HFD增加WAT和胰腺重量，其他器官无影响；DXA显示HFD组脂肪量百分比高、瘦体重百分比低（0.26 vs 0.19；0.74 vs 0.81，p<0.05）；PB喂养母鼠脂肪量和瘦体重百分比居中，与CON或HFD无显著差异；HFD+PB组总质量高于CON（p<0.05）但与HFD相似，提示PB可能改变体成分而非单纯降低增重；骨矿物质含量（bone mineral content，BMC）、面积（bone mineral area，BMA）、密度（bone mineral density，BMD）及总淋巴细胞和中性粒细胞无差异。血清分析显示，PB补充逆转HFD诱导的总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、甘油三酯和非HDL胆固醇升高，恢复到CON水平；PB加入CON时倾向增加这些脂质参数；葡萄糖无显著主效应或交互。
PB补充改变母鼠肝脏脂质代谢和异源物处理相关基因表达与蛋白。通过肝脏qRT-PCR和蛋白质组发现，Lpl（lipoprotein lipase）存在饮食×PB交互（p=0.011），HFD和CON+PB组肝脏Lpl低于CON，提示膳食脂肪过量与PB均独立抑制肝脏脂肪酸摄取通路；PB显著降低Srebp-1c（p=0.047）和Hmgcr（p=0.015）表达，与循环胆固醇降低一致；Apob、Cyp7a1、Abca1、Fxr、Dgat、Ppar-γ无显著变化。蛋白质组无饮食×PB交互；PB降低线粒体malonyl-CoA–acyl carrier protein transacylase丰度（CON+PB：11.80、HFD+PB：11.86 vs CON：12.17、HFD：12.31）；HFD主效应降低lysosomal acid lipase/cholesteryl ester hydrolase和pyrethroid hydrolase Ces2a，增加peroxisomal acyl-coenzyme A oxidase 3、UDP-glucuronosyltransferase 3A1和valacyclovir hydrolase。
在高脂条件下PB补充促进有益肠道微生物和回肠紧密连接基因。通过16S rRNA基因测序发现，Shannon多样性HFD+PB高于CON（p=0.011）；Inverse Simpson多样性HFD（p=0.038）和HFD+PB（p=0.0055）高于CON；Chao1丰富度HFD+PB高于HFD（p=0.036）。PERMANOVA（permutational analysis of variance）显示饮食、PB及交互显著；门水平饮食解释19%变异，属水平饮食和PB分别解释21%和18%，交互4%。门水平仅Pseudomonadota在HFD低于CON。属水平HFD增加Colidextribacter、Romboutsia、Thomasclavelia、Turicibacter相对CON；CON+PB富集Butyribacter和Ruminococcus，降低Blautia、Clostridium、Romboutsia；HFD+PB富集Butyribacter、Monoglobus、[Eubacterium] xylanophilum_group，降低Lactococcus和Romboutsia相对HFD。回肠Il-1β（interleukin-1β）在PB组较高（p=0.015），Tjp1（tight junction protein 1）在HFD低于CON（p=0.048），Tnf-α（tumor necrosis factor-α）和Ocln（occludin）无显著变化。
母体PB补充性别特异性地改变胎盘和胎肝脂质代谢。通过胎儿和胎盘称重、H&E组织形态计量及qRT-PCR发现，胎儿体重两性均无变化；窝仔数CON+PB vs CON（p=0.07）和HFD+PB vs HFD（p=0.056）呈升高趋势；雌性HFD+PB胎盘重量显著低于CON+PB，雄性无此差异；胎儿肝空泡化无组间差异；胎盘蜕膜坏死雄性HFD高于CON，交界区坏死雌性HFD+PB高于CON+PB；胎盘Fatp1在CON母鼠的胎盘中两性均被PB增加，HFD母鼠无此效应；雄性胎肝Ldlr（low-density lipoprotein receptor）、Fasn（fatty acid synthase）、Glut3（glucose transporter 3）、Sqle（squalene epoxidase）在CON+PB最高，女性无显著组间差异。
讨论与结论：讨论指出，PB部分缓解HFD诱导的脂质失调，并与更有利的肠道微生物组成相关；10% PB接近人类约100 g豆类摄入。PB增加瘦体重并限制进一步脂肪积累，可能与其低能量密度、高纤维和慢消化淀粉增强饱腹感及促进能量分配至瘦组织有关；孕期保留瘦体重有支持代谢需求、糖异生和后续哺乳的意义。PB降低总胆固醇、非HDL胆固醇和甘油三酯，HFD+PB中HDL-C降低可能反映脂蛋白代谢正常化而非有害变化。肝脏转录和蛋白数据支持PB下调Srebp1c和Hmgcr及降低malonyl-CoA–acyl carrier protein transacylase，但未直接测脂肪酸氧化，不能得出脂肪酸氧化结论；HFD改变异源物代谢，PB改变部分通路。微生物多样性增加，HFD+PB群落较HFD更接近对照，并促进Ruminococcus和Butyribacter等与SCFA产生相关的有益菌；TJP1结果提示HFD损害肠屏障，PB可能经微生物调节部分改善。胎盘和胎儿效应幅度适度，且呈性别和饮食依赖；女性HFD+PB胎盘重量降低仅见于HFD+PB vs CON+PB的特定比较，并非PB广泛效应；男性HFD蜕膜坏死增加、女性HFD+PB交界区坏死增加；Fatp1仅在CON组被PB升高；雄性营养相关肝基因在CON+PB最高，女性无差异，需谨慎解释动物模型结果。局限包括群养导致采食量按笼报告、仅采集GD17–17.5单一晚孕期时间点、不能得出出生后或长期子代结局、组学与微生物发现为关联而非因果验证。结论翻译：本研究提供证据表明，母体HFD与肥胖、血脂异常、肝脏代谢改变和肠道菌群失调相关。PB补充与脂质代谢和瘦体重的部分改善以及更有利的肠道微生物群谱相关。然而，其对胎盘形态和胎儿基因表达的影响适度且依赖性别和饮食，其中一些变化提示获益（如窝仔数增加趋势），另一些提示潜在不良重塑（如HFD+PB雌性胎盘交界区坏死增加）。这些发现强调膳食豆类作为营养策略部分减轻妊娠期高脂饮食不良影响的潜力，同时强调需进一步研究以明确PB对胎盘和胎儿发育编程的剂量和性别特异性效应。
