摘要
背景/目标：饮食中的化合物同时作用于宿主组织和肠道微生物群，这使得区分直接的宿主-受体机制与微生物组介导的效应变得复杂。本研究以一种常见的食物成分作为原理验证手段，旨在区分辣椒素对宿主受体的信号传导作用与辣椒素与微生物组之间的相互作用，以确定肠道微生物组在辣椒素介导的代谢保护中的作用。 方法：我们使用高脂饮食（HFD）诱导肥胖模型，并在TRPV1基因敲除小鼠中添加或不添加辣椒素，以探究宿主受体的作用；同时利用抗生素清除肠道微生物群，以确定微生物组的作用。我们监测了宿主的代谢特征，并对微生物组的16S rRNA进行了测序及代谢组学分析，随后结合功能预测和机器学习算法进行深入分析，并在体内进行了功能验证。 结果：即使在辣椒素受体被敲除的宿主体内，添加辣椒素也能显著预防高脂饮食诱导的肥胖。关键的是，清除肠道微生物群会消除这种代谢保护作用，这表明了微生物组的必要性。虽然添加辣椒素并未改变宿主的总体食物摄入量、饮食偏好或能量消耗，但它显著改变了肠道微生物的多样性和功能，并引发了广泛的粪便代谢组重塑，表明营养物质的代谢过程发生了改变（包括脂质吸收的减弱）。与此发现一致的是，体内功能验证也显示，口服脂肪后循环中的脂质反应减弱，而这种辣椒素的作用在缺乏微生物组的情况下会被消除。 结论：尽管辣椒素作为通过经典宿主受体信号传导调节宿主食欲和代谢的因子已被广泛认可，但通过策略性地使用宿主基因敲除模型，我们揭示了这种辣椒成分具有微妙的调节微生物组的作用：辣椒素通过调整微生物组来可能降低宿主的脂质吸收，从而预防高脂饮食引起的肥胖。我们还提出了一种通用的宿主基因敲除实验框架，用于区分微生物组介导的途径与直接的宿主受体机制。
