《Food Research International》：Lacticaseibacillus paracasei CM6 postbiotics alleviate SO/SP-induced hepatic lipotoxicity in HepG2 cells: Insights into lipid-redox homeostasis, glutamate metabolism and PLA2G4A-dependent lysophospholipid remodeling
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•CM6 后生元缓解 HepG2 细胞中 SO/SP 诱导的脂肪变性和脂毒性•CM6 后生元通过 FXR/AMPK 代谢重编程缓解 HepG2 脂毒性•CM6 驱动的 PLA2G4A 下调伴随着脂毒性溶血磷脂 (LPC/LysoPE) 积累的减少•后生元驱动胞外谷氨酸摄取以支
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CM6 后生元缓解 HepG2 细胞中 SO/SP 诱导的脂肪变性和脂毒性
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CM6 后生元通过 FXR/AMPK 代谢重编程缓解 HepG2 脂毒性
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CM6 驱动的 PLA2G4A 下调伴随着脂毒性溶血磷脂 (LPC/LysoPE) 积累的减少
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后生元驱动胞外谷氨酸摄取以支持内源性 GSH 合成
引言
代谢功能障碍相关脂肪性肝病 (MASLD) 是全球最常见的慢性肝病，其疾病负担不断增加 (Targher 等，2024)。此外，MASLD 显著增加了主要不良心血管事件 (MACE) 的风险，这是成年 MASLD 患者死亡的主要原因 (Adams 等，2017)。MASLD 的发病机制远不止于简单的良性肝脂肪变性 (Krag 等，2026)。当能量底物（如游离脂肪酸）的积累超过细胞的代偿能力时，它会破坏细胞内脂质稳态并诱发严重的脂毒性 (Loomba 等，2021)。这一过程导致有毒脂质中间体的积累和线粒体功能障碍，导致活性氧 (ROS) 显著增加，损害细胞膜完整性并导致肝细胞死亡 (B. Wang 等，2023)。因此，缓解肝脏脂毒性被广泛认为是针对性营养和功能性食品干预以减缓 MASLD 进展的关键目标。
虽然饮食干预和益生菌补充为管理代谢性疾病提供了潜力，但其实际应用往往受到加工过程中不稳定、胃肠道存活率低以及在易感个体中机会性感染风险等挑战的阻碍 (Suez 等，2019)。后生元，即提供宿主健康益处的无生命微生物制备物或其成分，作为一种更安全、更稳定的功能性食品配方替代品，已引起极大关注 (Salminen 等，2021)。传统的降脂益生菌初步筛选主要依赖于其胆盐水解酶 (BSH) 活性，这是一种有助于肠道中胆汁酸去结合的酶 (Lucas 等，2026)。然而，这种经典机制无法完全阐明热灭活后生元的直接肝脏保护作用，因为热处理不可避免地会导致包括 BSH 在内的功能酶发生不可逆变性。这一悖论突出了当前研究中的主要空白，因为后生元基质中特定生物活性成分作为信号分子直接减轻宿主肝细胞脂毒性的确切分子机制尚不清楚 (Aguilar-Toalá 等，2018; Agus 等，2021)。
为了解码这种复杂的生物活性成分 - 宿主细胞代谢对话，传统的单维度分析方法是不够的。仅靠化学表征不足以准确 pinpoint 介导后生元肝脏保护活性的核心功能分子或成分间的协同相互作用。因此，而不是专门关注后生元的组成分析，剖析宿主细胞的动态功能反应提供了一种更具生物学意义的研究视角 (Balcerczyk 等，2020)——这一范式已在微生物 - 宿主相互作用的系统生物学研究中被广泛采用 (Peluzio 等，2021)。整合微生物全基因组测序与非靶向细胞代谢组学提供了一个强大的系统生物学框架 (Krautkramer 等，2021)。分析细胞内代谢组揭示了菌株固有的代谢潜力，而细胞外代谢组直接表征了分泌到后生元基质中的生物活性效应因子 (A. Wang 等，2024; L. Zhao & Liu, 2026)。结合分析这两组数据有效地捕捉了响应后生元干预的跨膜代谢动态谱。副干酪乳杆菌 是一种乳酸菌，以其代谢灵活性和解决代谢紊乱的有效性而闻名 (Kim 等，2024; Z. Liu 等，2022)，这使其成为针对代谢疾病的精准后生元干预的首选候选者。
因此，在本研究中，通过结合体外功能特性与 HepG2 细胞中油酸钠/硬脂酸钠 (SO/SP) 诱导的肝脂肪变性模型，从八株乳酸菌菌株中筛选出副干酪乳杆菌 CM6 作为最佳候选者。通过整合细胞内和细胞外代谢组学与微生物全基因组测序，我们旨在表征宿主细胞对 CM6 后生元干预的功能代谢反应。本研究调查了 CM6 后生元解决肝脏脂毒性的物质基础，并探索了其在脂质代谢调节、细胞膜保护和氧化还原稳态恢复方面的机制，为 MASLD 干预提供了基础。
章节摘要
化学试剂
油酸钠和硬脂酸钠购自西安坤创科技发展有限公司 (中国西安)。HepG2 人肝癌细胞系购自武汉赛维尔生物科技有限公司 (中国武汉)。CCK-8、ROS、油红 O 和 BODIPY 493/503 脂滴绿色荧光检测试剂盒购自北京索莱宝科技有限公司。非诺贝特购自 Sigma-Aldrich (美国密苏里州圣路易斯)。用于检测总胆固醇 (TC)、甘油三酯的试剂盒
益生菌候选者的筛选与功能评估
为了鉴定具有增强降胆固醇能力和胃肠道韧性的益生菌候选者，我们评估了八株菌株的胆盐水解酶 (BSH) 活性、胆固醇同化能力以及对模拟胃肠道条件的耐受性 (图 1)。测试的菌株包括两株副干酪乳杆菌 (CM5, CM6)，两株植物乳植杆菌 (CM42, CM9) 和四株瑞士乳杆菌 (CM13, CM18, CM31, CM33)。如图 1 所示，CM6 菌株
讨论
代谢功能障碍相关脂肪性肝病 (MASLD) 是一种复杂的疾病，其特征是脂质过度积累和由此导致的肝细胞损伤 (Scorletti & Carr, 2022)。在持续寻求有效的饮食干预的过程中，后生元作为一种具有全面调节潜力的生物活性剂引起了广泛关注，这主要归功于其卓越的工业加工稳定性、较长的保质期和明确的安全性特征 (X. Zhao 等，2024)。
CRediT 作者贡献声明
程峰： 写作 – 初稿，方法论，数据整理。王代勋： 方法论，数据整理。张靖： 方法论。王泽然： 方法论。孔奥民： 方法论。谢文亮： 软件。田建君： 写作 – 审查与编辑，项目管理，资金获取。金烨： 资源。
竞争利益声明
作者声明，他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文报告的工作。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金 (项目编号：32460598)、“英才兴盟”计划地方培养人才团队“草原牛肉和羊肉加工技术创新研究团队”项目 (项目编号：2026TEL16) 以及中央财政引导地方科技发展资金项目 (项目编号：2025ZY0066) 的支持。我们感谢上海佰傲生物技术股份有限公司 (中国上海) 提供全基因组测序
程峰 | 王代勋 | 张靖 | 王泽然 | 孔奥民 | 谢文亮 | 田建君 | 金烨
