吃这种“菌糖”,或许能帮身体悄悄降胆固醇
益生菌之所以能养生,很大程度上要归功于它们分泌的一种“菌糖”——叫做胞外多糖(EPS)。植物乳植杆菌H6有降胆固醇的本事,哪怕是把它“灭活”了,效果也还在。但它到底是靠分泌的这种“菌糖”起作用的吗?多糖就像是肠道里成千上万细菌的“口粮”。有些聪明的细菌吃了这种“菌糖”,就能把它转化成短链脂肪酸、胆汁酸这些对我们血管有利的好东西。更有意思的是,在高胆固醇的小鼠身上做实验时发现:不管是直接给小鼠喝H6菌,还是把喝了H6菌的小鼠肠道环境“移植”给别的老鼠,都能治好被油腻饮食搞乱的肠道菌群。在这一大群细菌中,发现了一个“积极分子”,学名叫Muribaculum(鼠杆菌属)。它是唯一一个在每次实验中都数量大增的菌株,看起来它就是那个关键的“调节员”。
一、揪出真凶:益生菌分泌的“降脂海绵”
通过乙醇沉淀法,研究人员将菌体分泌的游离多糖(rEPS)与紧密结合型多糖(cEPS)区分开来。随后的动物功能验证实验表明,游离多糖(rEPS)是介导H6菌株降脂功效的核心活性组分。在此基础上,团队进一步利用色谱技术对rEPS进行精细纯化,成功获得了其主要功效成分,并将其命名为EPS-D1。
那么,EPS-D1是如何起效的?体外模拟实验揭示了其物理化学机制:①直接吸附作用:EPS-D1分子结构中的特定基团能够像“磁铁”一样,直接与胆固醇分子结合,形成复合物。②抑制胶束溶解度:EPS-D1能有效破坏胆固醇在肠道中形成的“混合胶束”的稳定性。要知道,只有溶解在胶束里的胆固醇才能被肠道上皮细胞吸收;EPS-D1通过降低胆固醇的溶解度,从源头上阻断了其进入血液循环的可能。
二、体内功效验证:EPS-D1重塑肠道微生态并逆转脂质代谢紊乱
①系统性降脂与肝脏保护:在构建的高胆固醇血症小鼠模型中,经EPS-D1干预后,其脂质谱发生了显著改善:血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平分别大幅回落40.31%、37.55%和43.15%。与此同时,EPS-D1有效遏制了高胆固醇饮食诱导的肝损伤——血清谷草转氨酶(AST)与谷丙转氨酶(ALT)水平明显降低,肝脏脂肪变性及病理性肿大也得到了有效逆转,证实了该多糖优异的肝脏保护作用。
②肠道-微生物轴的协同调控:肠道与定植于其中的微生物群落,共同构成了调控胆固醇稳态的核心枢纽。数据显示,EPS-D1处理组小鼠的回肠及粪便胆固醇含量同步下降,提示其不仅抑制了外源性胆固醇的吸收,更促进了内源性胆固醇的外排,从而实现了机体脂质代谢的再平衡。
③菌群结构与多样性的重构:鉴于多糖作为肠道菌群的关键“碳源”属性,本研究利用16S rRNA高通量测序技术,深入解析了EPS-D1对肠道微生态的调控机制。基于OTU水平的β多样性分析(PCA)显示,EPS-D1干预彻底改变了高胆固醇饮食导致的菌群结构偏离,使其回归至健康稳态。
④关键功能菌的特异性富集:通过多组学差异分析,我们锁定了受EPS-D1调控的核心菌群。
三、粪菌移植验证菌群的关键介导作用
多糖作为微生物的嗜好物质,在调节肠道菌群方面具有重要作用,为深入探究EPS-D1调节的肠道菌群在胆固醇代谢中的作用,通过粪菌移植方法进一步探究。通过对抗生素处理的小鼠粪菌移植5周后发现FMT-EPS小鼠的血清和肝脏TC、LDL-C水平显著降低,HDL-C水平显著升高,但对血清和肝脏TG水平均没有显著影响。同时,粪菌移植的方式也显著改善了小鼠肝脏的损伤并降低了肝脏指数,与摄入EPS-D1小鼠的改善结果一致,表明肠道菌群在EPS-D1在调节宿主胆固醇代谢中的重要作用。
四、关键共生菌Muribaculum的功能验证
通过Spearman算法,探究分类水平总丰度前50的物种与小鼠血清和肝脏理化指标之间的相关性。结合灌胃和粪菌移植的优势菌群结果分析发现,EPS-D1富集的肠道微生物优势菌株可能为Muribaculum和Ligiactobacillus。为探究优势菌株Muribaculum是否同样具有改善高胆固醇饮食小鼠胆固醇的作用,将其进行灌胃高胆固醇饮食小鼠。目前Muribaculum菌属被分离出来的菌种有限,而M.intestinal是目前被研究最多的菌株,因此本研究首次探究M.intestinal对胆固醇代谢的作用。在M.intestinal的培养基中添加了ESP-D1。结果发现,与对照组相比,在添加EPS-D1的平板中,M.intestinal的菌落肉眼可见的增多,证明了ESP-D1能够促进M.intestinal的生长。体内实验中灌胃6周后发现,与HCD组相比,M.intestinal的摄入显著降低了小鼠血清TC、TG以及LDL-C的水平,但对血清HDL-C并没有显著影响,虽然具有上升趋势。此外,在肝组织的切片中发现,M.intestinal的摄入能够改善高胆固醇饮食所引起的肝脂肪变性(脂滴空泡)、肝细胞弥散和炎症细胞浸润等损伤,并改善肝脏肿大,降低了肝脏指数。
五、激活“肠-肝对话”轴调控胆固醇稳态
HCD饮食导致肝脏胆固醇相关合成酶和相关转化酶以及受体基因表达异常,但EPS-D1摄入后CYP7A1,FGFR4和LDLR基因表达显著上调。在回肠中,与HCD组相比,EPS-D1介导胆固醇吸收和胆汁酸外流的基因,包括NPC1L1,NR1H4、FGF15、SLC10A2和NR1H3 mRNA相对表达含量均显著下调。此外,HCD组中的ABCG5和ABCG8 mRNA相对表达含量均显著下降,在摄入EPS-D1后表达含量均有上调。
六、短链脂肪酸与胆汁酸池的协同重塑
SCFAs是肠道微生物的主要代谢物,在胆固醇代谢中发挥重要作用。高胆固醇饮食导致小鼠肠道内总SCFAs含量显著下降,在摄入Muri后,总SCFAs含量上升37.88%。胆固醇转化为BAs是降低胆固醇的重要途径,通过蛋白表达试验已经证实M.intestinal能够通过FXR-FGF15轴进行负反馈调节BAs代谢,促进胆固醇外排。因此进一步通过胆汁酸靶向代谢组学观察Muribaculum对高胆固醇饮食小鼠肠道胆汁酸池的影响。在摄入M.intestinal后,小鼠总胆汁酸含量显著下降,尤其是次级BAs含量的下降,但总初级胆汁酸没有显著变化。Muri与HCD组的物种差异火山图表明,与HCD相比,TCA-3S、T-omega-MCA、7-ketoLCA、HCA的含量显著上升,TDCA含量显著降低。此外,与HCD相比,摄入M.intestinal后小鼠回肠内初级胆汁酸中UDCA、a-MCA、HCA含量显著上升,次级胆汁酸中THCA、TDCA含量显著下降。优势菌株Muribaculum能够调节小鼠肠道SCFAs和BAs池的代谢结构,进而维持小鼠体内胆固醇水平动态平衡。
综上,本研究首次揭示了M.intestinal作为一种关键的肠道共生菌,在调节宿主胆固醇代谢中的直接功能和作用机制,为干预高胆固醇血症提供了一个精准的微生物靶点。其次系统阐明了一种新型益生菌外多糖EPS-D1通过“富集关键菌→调节胆汁酸/短链脂肪酸→激活FXR-FGF15轴”的级联反应改善胆固醇代谢的全新路径,深化了对益生元通过肠-肝轴调控宿主代谢的理解。最后,本研究为开发基于特定微生物或其代谢产物的功能性食品或药物,以替代或补充传统疗法,安全有效地管理高胆固醇血症提供了坚实的理论基础和新的策略方向。
参考资料:A novel exopolysaccharide from Lactiplantibacillus plantarum H6 improves cholesterol metabolism via Muribaculum-mediated activation of the enterohepatic FXR-FGF15 axis. Gut Microbes. 2026 Dec 31;18(1):2623578. doi: 10.1080/19490976.2026.2623578
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