Bletilla striata多糖通过重塑肠道微生物群-代谢物-肝脏轴，并抑制肝脏AMPK-SREBP2/SQLE信号通路来缓解肥胖

《International Journal of Biological Macromolecules》：Bletilla striata polysaccharide alleviates obesity by remodeling the gut microbiota-metabolite-liver axis and suppressing the hepatic AMPK-SREBP2/SQLE signaling pathway

肥胖的肠道菌群-代谢-肝脏轴调控机制及BSP干预效应

　　

王学凯|邵军|董晓|丁红|马正新

河南省中医院（河南中医药大学第二附属医院），中国郑州，450000

摘要

肥胖是一个全球性的健康危机，然而Bletilla striata多糖（BSP）的抗肥胖作用背后的精确生化机制尚未完全阐明。我们在高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠模型中研究了BSP的代谢效应。通过结合粪便微生物群移植（FMT）和功能验证的综合多组学策略，我们旨在揭示“肠道微生物群-代谢物-肝脏”调控轴。BSP补充剂以剂量依赖的方式显著减轻了HFD引起的体重增加，改善了葡萄糖和脂质稳态，并减轻了全身炎症、氧化应激和肝脂肪变性。多组学分析显示，BSP通过抑制与肥胖相关的菌属同时富集有益菌类（如Allobaculum、Ileibacterium valens和Dubosiella）来选择性地重塑肠道微生物群。这些微生物变化伴随着有害胆汁酸的减少，以及关键的是，短链脂肪酸（SCFA）的产生和全身循环的显著增加，从而建立了肠道改变与宿主远端反应之间的明确生理联系。肝脏转录组和蛋白质分析进一步表明，这些肠道来源的代谢物触发了AMPK信号通路的磷酸化介导的激活，进而抑制了角鲨烯环氧酶（SQLE）介导的胆固醇生物合成。通过FMT实验建立了因果关系，接受BSP的小鼠表现出与供体相似的代谢益处。此外，使用药理学抑制剂和AAV8介导的基因传递进行的失活和激活实验确认SQLE是BSP抗肥胖作用的必要介质。总体而言，我们的发现表明BSP通过调节微生物群-代谢物-宿主轴来缓解肥胖，这一轴将肠道微生物重塑与肝脏AMPK-SREBP2/SQLE信号级联联系起来，突显了其作为功能性膳食干预措施的潜力。

引言

超重和肥胖是由能量摄入与消耗之间的长期不平衡引起的全球性健康危机，导致全身脂质失调和代谢综合征[1]，[2]。鉴于当前药物治疗的局限性，寻找安全有效的膳食干预措施以恢复脂质稳态仍然是代谢研究中的紧迫任务[3]，[4]，[5]。在生化水平上，长期高脂饮食（HFD）的摄入会引发显著的代谢变化，其特征是肝脏脂生成程序的过度激活和脂肪酸氧化受损[6]，[7]。这种失调主要是由关键甾醇调控元件和限速酶（如甾醇调控元件结合蛋白2（SREBP2）和角鲨烯环氧酶（SQLE）的转录上调驱动的，这些酶加速了胆固醇的生物合成并促进了细胞内脂质的积累[8]，[9]。同时，能量传感器AMP-激活蛋白激酶（AMPK）的抑制加剧了这种代谢崩溃，使肝脏无法维持氧化还原和脂质稳态，从而促进了异位脂质沉积和肝脂肪变性的进展[10]，[11]。

饮食模式在塑造肠道微生物群的组成和功能能力方面起着关键作用[12]，[13]，[14]。HFD诱导的微生物失衡会损害肠道屏障的完整性，促进脂多糖（LPS）的转运，并触发炎症反应，从而导致代谢失调和肥胖[15]，[16]。越来越多的证据表明，膳食多糖可以有益地调节肠道微生物生态[17]，[18]。来自日本稻米和大蒜的植物来源多糖已被证明可以恢复微生物多样性，富集有益菌类，增强短链脂肪酸（SCFA）的产生，并减轻HFD引起的脂质积累，这突显了肠道微生物群及其代谢物作为肥胖干预的有希望的治疗靶点[19]，[20]。

Bletilla striata是一种传统药用兰花，含有多种生物活性成分，包括二苯基化合物、菲类化合物、花青素和具有独特物理化学特性的多糖[21]，[22]。其中，Bletilla striata多糖（BSP）因其强大的抗炎、止血和抗菌活性而受到越来越多的关注[23]，[24]。从结构上看，BSP被认为是一种异质性的葡甘露聚糖，主要由葡萄糖和甘露糖组成，这种化学结构使其能够抵抗上消化道消化，并成为微生物发酵的选择性底物[25]，[26]。先前的生化研究表明，BSP能有效刺激SCFA的产生，并在体外选择性地调节肠道微生物组成[27]。关于脂质代谢，新兴证据表明，BSP及相关葡甘露聚糖可以通过调节关键脂生成和胆固醇生成基因的表达来干扰胆汁酸的肠肝循环[28]。虽然初步证据表明BSP可能通过缓解肠道菌群失调和调节“肠道-肝脏轴”来发挥抗肥胖作用，但BSP如何协调这种多器官代谢互作的精确生化机制仍需进一步阐明[29]，[30]。

在本研究中，我们系统地研究了BSP对HFD诱导的小鼠肥胖的保护作用，重点关注葡萄糖和脂质代谢以及炎症反应。通过采用包括肠道微生物组、代谢组和肝脏转录组分析在内的综合多组学策略，我们旨在阐明BSP干预如何重塑肠道微生物群和微生物来源的代谢物，以及这些变化如何与宿主代谢信号通路相关联。总体而言，我们的发现提供了关于BSP抗肥胖作用背后的微生物群-代谢物-宿主调控轴的机制见解，支持其作为功能性膳食多糖用于肥胖预防和管理的潜力。

材料

奥利司他（ORL，每粒胶囊0.12克，YBH01682014）购自杭州中新华东药业有限公司（中国杭州），并溶解在蒸馏水中，浓度为12毫克/毫升。特比萘芬盐酸盐（MedChemExpress，美国新泽西州蒙茅斯 junction）通过口服灌胃给药，剂量为30毫克/千克/天，以抑制SQLE活性。对照饮食（D10012G，含有15.8%脂肪、20.3%蛋白质、63.9%碳水化合物、3.9千卡/克）和高脂饮食（D12109C，含有

BSP的分子量和单糖组成

纯化BSP的分子量和均匀性通过HPGPC进行了评估。如图S1A所示，洗脱曲线显示出一个单一的、对称的、单峰的峰，没有任何明显的杂质峰，表明BSP制剂具有高度均匀性。根据葡聚糖标准的校准曲线，计算出BSP的重量平均分子量（Mw）约为3.0×10⁵ Da。为了进一步明确BSP的化学组成，对其单糖成分进行了分析

讨论

肥胖及其相关的代谢并发症（如非酒精性脂肪肝病（NAFLD）和全身炎症）的全球性加剧，需要开发有效且安全的膳食干预措施[32]，[33]。在本研究中，我们系统地证明了分子量为3.0×10⁵ Da、甘露糖与葡萄糖比例为3.1:1的BSP显著改善了HFD诱导的肥胖、肝脂肪变性和胰岛素抵抗。

结论

总之，本研究表明BSP有效缓解了HFD诱导的肥胖、肝脂肪变性和全身代谢功能障碍。从机制上看，BSP通过选择性地富集有益菌类（如Allobaculum、Dubosiella和Ileibacterium valens）来重塑肠道微生物生态系统，从而增强了SCFA的产生和全身循环。这些循环中的代谢物通过肠道-血液-肝脏轴激活肝脏AMPK信号通路

CRediT作者贡献声明

王学凯：撰写——原始草稿、资金获取、数据管理、概念构思。邵军：可视化、验证、监督。董晓：可视化、验证、软件操作。丁红：可视化、验证、监督。马正新：撰写——审稿与编辑、监督、软件操作、实验设计。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务或个人关系可能影响本文所述的工作。本研究的所有资金来源仅用于研究目的，未影响研究设计、数据收集、分析或解释。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（编号：82505388）、中国博士后科学基金（编号：2025M773967）、河南省重点研发与推广专项项目（科技攻关项目）（编号：252102311014、242102311066和252102310031）、河南省中医院博士基金项目（编号：2024BSJJ12）以及联合建设的传统中医专项研究项目的支持