别猜了,金针菇真能减肥,多吃点吧!
金针菇(Flammulina velutipes),又名冬菇、朴蕈等,属于层菌纲(Hymenomycetes),伞菌目(Agaricales),口蘑科(Tricholomataceae),金钱菌属(Phaeocollybia)[1],具有免疫调节[2]、降血脂[3]和抗氧化[4]和改善记忆[5]等作用。金针菇富含膳食纤维(Dietary fiber, DF),具有较高的持水力和持油力,能增加饱腹感,促进胃肠道蠕动,降低脂质积累,减少毒素在体内停留的时间[6]。
目前,国内外对膳食纤维的药理活性研究比较广泛,但关于金针菇膳食纤维(F. velutipes DF, Fv-DF)的减脂作用机制仍不清楚。河南大学-中药学学院的赵青春,其硕士毕业论文“基于肠道菌群-代谢组学-蛋白质组学的金针菇膳食纤维减脂作用机制研究”,以金针菇子实体为原料,提取Fv-DF,检测其理化性质、基本成分和结构表征,评价其减脂作用,并采用TMT定量技术(Tandem Mass Tag 同重同位素标记定量)和LC- MS/MS技术(Liquid chromatography-mass spectrometry 液相色谱-串联质谱联用仪 )对其体内减脂作用机制进行深入探究。
研究人员采用碱提法从金针菇子实体中提取金针菇膳食纤维,提取率为27%(w/w),检测其持水力为7.52 ± 0.39 g/g,持油力为1.44 ± 0.23 g/g,溶胀力为6.90 ± 0.56 mL/g(表1);采用PMP-HPLC法检测单糖组成,Fv-DF 中含量最高的单糖为葡萄糖;采用酸、碱和盐法分别检测纤维素、半纤维素和木质素的含量,得出纤维素的含量最高,达到 63.22 ± 1.71%,同时测得可溶性膳食纤维的含量为2.16 ± 0.10%,不溶性膳食纤维的含量为77.02 ± 0.02%;采用X-射线衍射(图1)、傅里叶变换红外光谱和纳米粒度仪检测Fv-DF结构中存在结晶型和非结晶型的衍射峰,并且含有纤维素、半纤维素和木质素等特征的吸收峰,在水溶液中溶解度较差,分布不均。
表1 Fv-DF 理化性质检测
图1 Fv-DF 的X-射线衍射图谱
研究人员还应用高脂饲料建立肥胖大鼠模型,给予Fv-DF(高、中、低剂量组分别按2、1.5和1 g/kg)6周,发现Fv-DF可使肥胖大鼠的体重、脏器指数、BMI指数和Lee’s指数降低;使血清中总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白的水平降低,血清中高密度脂蛋白的水平升高;使肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶的活性提高,肝脏中丙二醛的含量降低;改善肝脏的病理形态变化,抑制脂肪组织中脂肪细胞的增大,降低大鼠脏器中脂质积累,增强抗氧化能力(图2-图6)。
图2 造模期间大鼠体重的变化趋势(A); Fv-DF对大鼠体重的影响(B); Fv-DF对大鼠肝脏指数的影响(C); Fv-DF对大鼠脂肪系数的影响(D)
(注:与空白组比较,***P < 0.001;与模型组比较,#P < 0.05,##P < 0.01,###P < 0.001。)
图3 Fv-DF 对大鼠Lee’s 指数和BMI指数的影响
(注:与空白组比较,**P < 0.01,***P < 0.001;与模型组比较,#P < 0.05,##P < 0.01,###P < 0.001。)
图4 Fv-DF 对脂代谢的影响
(注:与空白组比较,*P < 0.05,***P < 0.001;与模型组比较,#P < 0.05,##P < 0.01,###P < 0.001。
图5 Fv-DF 的抗氧化作用
(注:与空白组比较,*P < 0.05,***P < 0.001;与模型组比较,#P < 0.05,##P < 0.01,###P < 0.001。)
图6 大鼠肝脏组织的HE染色观察(A);大鼠脂肪组织的HE染色观察(B)
采用组学技术及组学关联分析方法进一步探究Fv-DF体内减脂作用机制。蛋白质组学分析发现,Fv-DF可以调节NAD-依赖蛋白脱乙酰酶、脂滴包被蛋白2和含异绒毛膜酶结构域1蛋白的表达,参与癌症的转录失调、钙信号通路和和磷脂酶D信号通路等信号通路,起到调节能量代谢,促进脂肪分解,减少食物摄入并降低肥胖的作用(图7)。非靶向代谢组学分析发现,Fv-DF 调节肥胖大鼠血清中脂质类和氨基酸类代谢物的水平及相关信号通路,发挥降低脂质积累的作用(图8)。同时,采用16S rDNA技术分析肠道微生物群的变化,结果发现Fv-DF可以提高有益菌属Lachnospiraceae_NK4A136_group、Roseburia、Eubacterium_ruminantium_group、Bacteroides、Alloprevotella和Allobaculum等的丰度,从而降低大鼠的脂质积累,降低体重(图9)。
图7 ISOC1 siRNA 转染 HepG2细胞后ISOC1蛋白的表达(A); ISOC1基因敲低后棕榈酸诱导 HepG2 细胞中脂质水平的变化(B-C)
( 注:与空白组相比:#P < 0.05,##P < 0.01;与模型组相比: #P < 0.05,##P < 0.01。)
图8 HD 组与MC组差异代谢物富集的代谢通路分析气泡图(A); BC、MC和HD组的差 异代谢物富集到的代谢通路网络图(B)
图9 优势菌群在门水平上的相对丰度(A);优势菌群在属水平上的相对丰度(B)
综上所述,Fv-DF可以调节肥胖大鼠的血脂水平和氧化应激的能力,降低肥胖大鼠的脏器指数以达到降低体重的作用。Fv-DF还可以调节关键差异蛋白的表达、肥胖大鼠血清中脂质类和氨基酸类代谢物的水平,调节有益菌群的丰度,降低有害菌群的丰度,促进脂质代谢。进一步通过组学相关性分析推测,关键差异蛋白与差异代谢物具有显著的相关性(图10),微生物类群与差异代谢物也具有显著的相关性(图11),并推测蛋白SIRT3对Bacteroides和Alloprevotella具有调节作用,与SCFAs具有双向调节作用。因此,组学技术互相验证并深入关联分析了Fv-DF对肥胖大鼠减脂作用机制。
图10 MC组与HD组的差异蛋白和差异代谢物相关性 circos 图
图11 MC组与HD组的差异蛋白和差异代谢物相关性网络图
图12 肠道微生物区系及其代谢物与肥胖相关指标之间的相关热图
(注:***P < 0.001,**P < 0.01,*P < 0.05;红色:负相关,蓝色:正相关)
参考文献:
[1] 付英宾, 崔文甲, 王文亮, 等. 金针菇营养成分及产品开发研究进展[J].食品科技, 2021, 46(06): 73-77.
[2] Liang Q X, Zhao Q C, Hao X T, et al. The Effect of Flammulina velutipes Polysaccharide on Immunization Analyzed by Intestinal Flora and Proteomics [J]. Front Nutr, 2022, 9: 841230.
[3] Miyazawa N, Yoshimoto H, Kurihara S, et al. Improvement of Diet-induced Obesity by Ingestion of Mushroom Chitosan Prepared from Flammulina velutipes [J]. J Oleo Sci, 2018, 67(2): 245-54.
[4] Yuan F F, Gao Z, Liu W B, et al. Characterization, Antioxidant, Anti-Aging and Organ Protective Effects of Sulfated Polysaccharides from Flammulina velutipes [J]. Molecules, 2019, 24(19): 3517.
[5] Su A X, Yang W J, Zhao L Y, et al. Flammulina velutipes polysaccharides improve scopolamine-induced learning and memory impairment in mice by modulating gut microbiota composition [J]. Food Funct, 2018, 9(3): 1424-1432.
[6] Mo X, Sun Y, Liang X, et al. Insoluble yeast beta-glucan attenuates high-fat diet-induced obesity by regulating gut microbiota and its metabolites [J]. Carbohydr Polym, 2022, 281: 119046.
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