喝茶可以治疗脂肪肝?广西中医药大学“网络药理学+多组学”揭示六堡茶缓解非酒精性脂肪肝病功效
这种源自古老东方的神奇饮品,历经数千年的文化沉淀与传承,早已成为世界各地人们日常生活中不可或缺的一部分。从中国古代的丝绸之路到现代的全球贸易,茶叶不仅作为一种健康的饮品受到推崇,更作为一种文化的象征被不断传播和发扬。
六堡茶(LPT)是中国著名的地理标志产品,已抗氧化、降低血脂等特性闻名,本研究旨在全面探索六堡茶提取物(LPTE)在缓解非酒精性脂肪肝病(NAFLD)方面的治疗潜力。
研究团队首先通过网络药理学分析,基于LPTE的化学成分分析,识别出核心靶点和关键成分。通过液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)验证了潜在活性成分。研究发现,柚皮素、槲皮素、木犀草素和山柰酚作为LPTE的潜在活性成分,通过靶向PTGS2、CYP3A4和ACHE等关键蛋白,对NAFLD展现出治疗潜力,并验证六堡茶提取物通过调节肝脏脂质代谢和肠道菌群来缓解非酒精性脂肪肝病
标题:Integrated bioinformatics and multiomics reveal Liupao tea extract alleviating NAFLD via regulating hepatic lipid metabolism and gut microbiota.译名:综合生物信息学和多组学揭示了六堡茶提取物通过调节肝脏脂质代谢和肠道菌群来缓解非酒精性脂肪肝病期刊:Phytomedicine影响因子:IF=6.7通讯作者:Qisong Zhang, Ye Wei
研究背景
NAFLD是一种与肝脏内脂肪积累相关的疾病,全球约有三分之一的人口受到影响。这种疾病不仅会导致肝脏损伤,还可能进一步发展为更严重的肝病。目前,市面上缺乏针对NAFLD的特效药物,这使得寻找新的治疗方法变得尤为迫切。
研究思路
研究人员采用了网络药理学、分子对接、代谢组学、脂质组学、实时PCR分析和粪便微生物组移植等多种技术手段,全面探索了LPTE对NAFLD的治疗效果。通过构建化合物-靶标-通路网络,研究人员揭示了LPTE中活性成分的作用机制,并进一步通过动物实验验证了其对NAFLD的改善作用。
主要结果
1. 网络药理学分析与潜在活性成分鉴定
在这项研究中,首先利用网络药理学分析来预测六堡茶提取物(LPTE)中活性成分的作用靶点。通过数据库筛选,他们识别出了LPTE中的柚皮素、槲皮素、木犀草素和山柰酚等黄酮类化合物,这些化合物被认为是LPTE中潜在的活性成分。通过构建化合物-靶标-通路网络,进一步揭示了这些活性成分如何通过影响多个生物学途径来发挥作用。
图1、(A) LPTE 和 NAFLD 相关靶标的化合物靶标的维恩图。(B) 疾病药物靶点的 PPI 网络。(C) 关键靶标的 GO 富集分析(top 10 个)。(D) 成分-靶点-途径网络。(E) 关键靶标的 KEGG 通路富集分析(top 20 条通路)。
2. LPTE对NAFLD小鼠肝脏生化指标和组织病理的改善
在研究中,研究人员发现LPTE能够显著改善NAFLD小鼠的肝脏功能。具体来说,通过给小鼠喂食LPTE,研究人员观察到小鼠血清中的ALT和AST水平明显下降,这两个指标是评估肝脏损伤的关键生化指标。正常情况下,肝脏细胞损伤时,这些酶会从细胞中释放到血液中,导致血液中的酶活性升高。LPTE处理后,这些酶的活性降低,说明LPTE有助于减少肝脏细胞的损伤。
此外,通过组织病理学检查,研究人员还观察到LPTE处理组小鼠肝脏的脂肪变性和炎症反应得到了显著缓解。在没有LPTE处理的NAFLD小鼠中,肝脏组织切片通常显示出明显的脂肪堆积和炎症细胞浸润。而LPTE处理后,这些病理变化明显减少,肝脏组织结构更加接近正常小鼠,这表明LPTE对肝脏具有保护作用。
图2、(A) 小鼠第 8 周体重变化。(B) 丙氨酸氨基转移酶 (ALT) 活性。(C) 天冬氨酸转氨酶 (AST) 活性。(D) 总胆汁酸 (TBA)。(E) 高密度脂蛋白胆固醇 (HDL-C)。(F) 低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C)。(G) 总胆固醇 (TC)。(H) 总甘油三酯 (TG)。
3. LPTE对NAFLD小鼠肝脏代谢组学和脂质组学特征的影响
通过代谢组学和脂质组学分析,研究人员发现LPTE对NAFLD小鼠肝脏中的代谢物和脂质分布产生了显著影响。代谢组学分析揭示了LPTE处理后,与脂质代谢和能量代谢相关的多种代谢物水平发生了变化。特别是,LPTE能够降低肝脏中的甘油三酯和胆固醇水平,这表明LPTE可能通过促进脂肪酸的氧化和利用来减少肝脏中的脂质积累。
脂质组学分析进一步证实了LPTE对肝脏脂质代谢的调节作用。研究发现,LPTE处理后,肝脏中的磷脂和甘油磷脂水平发生了改变,这些脂质在细胞膜的结构和功能中起着关键作用。LPTE通过调节这些脂质的代谢,可能有助于改善肝脏的脂质代谢紊乱。
图3、(A) 对照组与模型组的化合物-反应-酶-基因网络。(B) 模型组与LPTE_L组的化合物-反应-酶-基因网络。(C-E)PTGS2 、 ACHE 和 CYP3A11 的相对 mRNA 表达。(F-H)通过 PTGS2、ACHE 和 CYP3A4 的 MST 分析软件拟合的配体剂量反应曲线与四种潜在活性成分。
4. 代谢物溯源分析
代谢物溯源分析是一种揭示代谢物来源和代谢途径的方法。在这项研究中,研究人员利用Metorigin工具对LPTE处理后小鼠肝脏中的代谢物进行了溯源分析。分析结果显示,LPTE显著影响了亚油酸和甘油磷脂代谢途径。这些代谢途径与NAFLD的发展密切相关,LPTE通过调节这些途径中的关键代谢物,可能对改善NAFLD具有重要作用。
图4、(A-B)差异代谢物的直方图和示踪维恩图。(C) 差异代谢途径的富集分析直方图。(D) 亚油酸 (LA) 代谢的桑基图。(E) 甘油磷脂 (GP) 代谢的 Sankey 图。
5. 肠道菌群测序分析
研究人员还探讨了LPTE对NAFLD小鼠肠道菌群的影响。通过16S rRNA基因测序,研究人员发现LPTE处理能够显著改变小鼠肠道中的细菌组成。特别是,LPTE能够减少与NAFLD相关的有害细菌,如Proteobacteria,同时增加有益细菌,如乳酸菌和Dubosiella。这些变化表明LPTE可能通过调节肠道菌群的平衡来改善NAFLD。
图5、(A) 肠道微生物群在四组之间分布的维恩图。(B) 通过线性判别分析 (LDA) 效应大小 (LEfSe) 生成的分类学分支图。圆圈的大小与分类单元的丰度成正比。(C) 门水平肠道微生物群的相对丰度。(D) 四组肠道微生物群的主成分分析 (PCA)。(E, F) LPTE 干预前后 HFD 诱导的 NAFLD 小鼠的α多样性。(G-M)相对丰度变化。
6.LPTE干预的供体小鼠粪便微生物移植对接受者小鼠HFD诱导的NAFLD的缓解作用
最后,研究人员通过粪便微生物移植(FMT)实验进一步验证了LPTE对肠道菌群的调节作用。他们将LPTE处理的供体小鼠的粪便微生物移植到接受者小鼠中,发现这些接受者小鼠的NAFLD症状得到了显著缓解。这表明LPTE处理的供体小鼠的肠道菌群可能通过改善接受者小鼠的肠道菌群组成和功能,从而减轻NAFLD的发展。
图6、(A-C) H&E 和 (DE) 油红 O 染色切片。(G-H) Lactobacillus 、 Dubosiella 和 Bacteroides 的相对丰度变化。(J) 门水平肠道微生物群的相对丰度。(K) 比较供体和受体小鼠肠道微生物组中共享属数量的维恩图。(L) PCoA 图。
文章小结
这项研究通过多种先进的科学技术,为我们揭示了六堡茶提取物在预防和治疗NAFLD方面的巨大潜力。研究结果不仅证实了LPTE能够有效改善NAFLD小鼠的肝脏健康状况,还揭示了其通过调节肝脏脂质代谢和肠道菌群平衡来发挥作用的机制。这些发现为未来开发新的NAFLD治疗方法提供了重要的科学依据。
DOI:10.1016/j.phymed.2024.155834
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