肥胖的特点是白色脂肪组织(WAT)过度扩张,这会通过招募巨噬细胞和其他免疫细胞触发炎症信号,导致慢性低度局部和全身炎症。这种炎症状态会干扰代谢功能,损害葡萄糖和脂肪酸的吸收和代谢,从而加剧肥胖相关的代谢紊乱1, 2。越来越多的证据表明,肠道,特别是小肠和结肠,在肥胖和代谢功能障碍中起着关键作用,是全身性慢性低度炎症的驱动因素3,为预防策略提供了一个有吸引力的目标。
肠道健康依赖于平衡的微生物群落和完整的黏膜上皮屏障4,而在肥胖中这种平衡被打破。这些功能障碍导致肠道微生物群失调,表现为微生物组成的失衡5, 6, 7和上皮屏障通透性的增加8, 9,通常被称为“肠漏”。这种渗漏导致微生物细胞壁成分和代谢物进入宿主组织,在那里引发组织炎症、全身免疫激活和代谢紊乱9, 10, 11。此外,高脂肪(HF)饮食会破坏微生物稳态并损害肠道屏障功能,增加革兰氏阴性细菌(如Bacteroides spp.)的数量,这些细菌是脂多糖(LPS)的重要来源12, 13, 14。在肥胖中,LPS和饱和脂肪酸(无论是来自饮食摄入还是内源性合成)都会刺激Toll样受体4(TLR4)(15),激活NF-κB信号通路并产生炎症介质,从而维持肥胖中的慢性低度炎症状态16, 17。因此,针对肠道微生物群失调是一种有前景的策略,可以缓解肥胖及其相关的炎症性疾病18, 19。
生物活性化合物因其多样的生物学和功能性作用而受到广泛关注,包括抗氧化、抗炎和抗菌活性20, 21, 22。这些特性在维持肠道微生物群平衡和减少与肥胖相关的全身炎症方面起着重要作用23, 24, 25。酸樱桃(TC)富含营养且含有生物活性化合物,如花青素,已知具有抗炎和抗氧化特性26, 27, 28。最近的研究表明,花青素在啮齿动物中表现出抗肥胖作用,并能改变人类的肠道微生物组成29, 30。另一种生物活性化合物鱼油(FO)含有ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3 PUFAs),包括二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA),这两种脂肪酸都具有强烈的抗炎效果31。机理研究显示,EPA和DHA通过抑制促炎介质和促进抗炎反应来减少脂肪组织炎症32, 33 (34)。与TC类似,ω-3 PUFAs的饮食补充也能在啮齿动物16, 35和人类36, 37的超重/肥胖模型中积极调节肠道微生物群组成。
在本研究中,我们旨在探讨TC和FO补充对两种肥胖小鼠模型(雄性和雌性C57BL/6J(BL6)和TALLYHO/Jng(TH)小鼠)的肠道微生物群组成和关键肠道屏障完整性标志物的单独和联合效应。TH小鼠代表了由多种遗传多态性驱动的肥胖和2型糖尿病的近交多基因模型38, 39。与BL6小鼠相比,TH小鼠在暴露于富含饱和脂肪和蔗糖的饮食时更容易出现高血糖、血脂异常和体重增加40)。
我们假设TC和FO的联合补充在减轻高脂肪饮食引起的肠道菌群失调和调节与肠道屏障相关的基因表达方面比单独使用TC或FO更为有效。