茯苓（Poria cocos）作为传统药食同源真菌，其多糖成分（PCP）已被证实具有调节糖脂代谢和肠道菌群的潜力，但能否通过肠道菌群改善肥胖诱导的脂肪组织胰岛素抵抗（Adipose-IR）机制尚不明确。安徽中医药大学王艳/陈卫东团队在《Food Research International》发表最新研究，首次揭示PCP通过重塑肠道菌群-短链脂肪酸（SCFAs）-FGF21/PI3K/AKT信号轴改善Adipose-IR的完整机制，为肥胖相关代谢疾病的膳食干预提供了新策略！

 

文章速览

 

 

肥胖是一种慢性疾病，会增加代谢紊乱的风险，伴有肠道生态失调和脂肪组织胰岛素抵抗近年来，从传统中药中提取的茯苓多糖（PCP）在改善糖代谢和调节肠道菌群方面表现出了巨大的潜力，然而，PCP是否可以减轻肥胖诱导的脂肪-IR及其对肠道微生物群的依赖性尚不清楚。本研究调查了PCP对高脂饮食（HFD）诱导的肥胖小鼠脂肪-IR的影响。PCP补充降低了体重，脂肪组织质量，并改善葡萄糖耐量和脂质代谢。组织学分析显示脂肪细胞肥大和结肠屏障损伤减轻。茯苓多糖还调节了肠道微生物群，增加了乳酸杆菌、异芽孢杆菌和乳杆菌的丰度，并增加了粪便短链脂肪酸（SCFAs）。这些变化激活了成纤维细胞生长因子21（FGF 21）、磷酸肌醇3-激酶（PI 3 K）、蛋白激酶B（AKT）和葡萄糖转运蛋白4（GLUT 4）的表达，抗生素治疗和粪便微生物群移植（FMT）进一步证实，PCP对葡萄糖和脂质代谢的影响是肠道微生物群。我们的研究结果表明，茯苓多糖可以作为一种益生元剂，以减轻肥胖引起的脂肪IR和代谢紊乱，支持其功能性食品开发的潜力。

 

研究亮点速览

🌿 传统药材新突破：首次阐明PCP通过肠道菌群-SCFAs-FGF21信号轴改善脂肪组织胰岛素抵抗的全新机制

🔬 机制深度验证：创新性结合抗生素清除菌群与粪菌移植（FMT）实验，证实PCP疗效的菌群依赖性

📊 多组学联动分析：整合16S rRNA测序、GC-MS代谢组、Western blot蛋白检测，多维度解析分子机制

🦠 菌群精准调控：显著富集Lactobacillus（乳杆菌）、Allobaculum、Phascolarctobacterium三类SCFAs产生菌，提升乙酸/丙酸/丁酸水平

⚡ 信号通路激活：SCFAs上调脂肪组织FGF21表达，激活PI3K/AKT/GLUT4胰岛素信号通路

 

研究内容

一、材料与方法

1.PCP制备与表征

来源：安徽金寨产茯苓，经水提醇沉+Sevag法除蛋白，透析纯化（截留分子量3.5 kDa）

结构：HPGPC测得分子量11.583 kDa，主链为葡萄糖、甘露糖、半乳糖等构成的杂多糖（基于前期研究）

 

2.动物实验设计

模型：C57BL/6J小鼠高脂饮食（HFD, 60%脂肪）诱导肥胖

分组：正常饮食（ND）、HFD模型组、HFD+PCP组（50 mg/kg灌胃，8周）

评价指标：代谢表型：体重、脂肪重量、口服葡萄糖耐量（OGTT）；血清指标：胰岛素、脂联素、瘦素、LPS、FGF21；组织分析：脂肪细胞肥大（H&E染色）、结肠屏障蛋白（ZO-1/Claudin-1）

 

3.菌群与代谢物分析

16S rRNA测序：盲肠内容物，分析α/β多样性及菌属变化

SCFAs检测：GC-MS定量结肠内容物中6种短链脂肪酸

FMT验证：抗生素清除菌群后，移植ND/HFD/HFD+PCP组粪菌

 

4.分子机制解析

Western blot：检测脂肪组织FGF21、PI3K、p-AKT、GLUT4蛋白

qPCR：炎症因子（IL-6/IL-1β/TNF-α）及通路基因表达

 

二、结果与讨论总结

1.PCP改善肥胖代谢表型

体重调控：PCP显著降低HFD小鼠体重增幅（↓23.1%）及附睾脂肪重量（↓29.4%）

 

糖脂代谢：

逆转高血糖：空腹血糖↓18.7%，OGTT-AUC↓25.3%

纠正血脂异常：血清TC/TG/LDL-C分别降低31.2%、28.6%、36.8%

改善胰岛素抵抗：HOMA-IR指数↓35.5%，瘦素/脂联素比值（LAR）恢复正常

 

2.修复肠道屏障与抑制炎症

结肠屏障：上调紧密连接蛋白ZO-1（1.8倍）和Claudin-1（2.1倍）

内毒素血症：血清LPS降低52.6%

抗炎作用：脂肪/结肠组织中IL-6、IL-1β、TNF-α mRNA表达下降40-60%

 

3.重塑肠道菌群与SCFAs生成

菌群多样性：PCP提升Chao1指数（+32.1%）和Shannon指数（+25.7%）

 

关键菌属：

↑ Lactobacillus（3.2倍）、Allobaculum（4.1倍）、Phascolarctobacterium（5.6倍）

↓ 肥胖相关菌属Ruminococcus

 

SCFAs提升：结肠乙酸（+142%）、丙酸（+118%）、丁酸（+156%）

 

4.激活FGF21/PI3K/AKT信号轴

蛋白表达：脂肪组织FGF21（+2.3倍）、PI3K（+1.9倍）、p-AKT（+2.1倍）、GLUT4（+1.7倍）

血清标志物：FGF21水平升高2.4倍

 

5.FMT验证菌群核心作用

移植PCP干预组粪菌可复现代谢改善：

受体鼠体重增幅↓21.3%，HOMA-IR↓28.7%

结肠SCFAs升高130-150%，FGF21/PI3K/AKT通路同步激活

 

三、研究内容具体结果图表

 

图1.茯苓多糖对HFD引起的异常体重、脂肪蓄积和葡萄糖稳态失衡的影响。（A）示意图。显示了五氯苯酚补充对（B）体重、（C）体重增加、（D）附睾脂肪量、（E）口服葡萄糖耐量和（F）葡萄糖耐量试验曲线下面积（AUC）的影响。

 

 

图2. PCP对HFD诱导小鼠异常血清生化参数的影响。（A）总胆固醇（TC），（B）甘油三酯（TG），（C）低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C），（D）瘦素，（E）脂联素，（F）瘦素/脂联素比值（LAR），（G）空腹血糖，（H）空腹胰岛素，（I）胰岛素抵抗稳态模型评估（HOMA-IR）。

 

 

图3. PCP对HFD诱导小鼠附睾脂肪异常和炎症的影响。（A）附睾脂肪组织的H&E染色，（B）附睾脂肪细胞面积，（C-E）附睾脂肪组织中促炎细胞因子的mRNA表达，包括（C）IL-6，（D）IL- 1β和（E）TNF-α。 

 

 

图4. PCP对HFD诱导小鼠结肠屏障功能和炎症的影响。（A）结肠组织的H&E）染色，（B）血清LPS水平。（C）ZO-1和Claudin-1的代表性条带。Claudin-1（D）和ZO-1（E）的蛋白表达。结肠组织中的炎性细胞因子，包括（F）IL-6、（G）IL-1β和（H）TNF-α。

 

 

图5.茯苓多糖对HFD诱导小鼠盲肠肠道菌群的影响（n = 6）。（A）使用Chao1指数比较α多样性，（B）香农指数，（C）通过PCoA进行β多样性分析，（D）维恩图，（E）属水平的肠道菌群组成，（F）LEfSe分析。

 

 

图6. PCP对HFD诱导小鼠结肠SCFA的影响。（A）乙酸盐，（B）丙酸盐，（C）丁酸盐，（D）异丁酸盐，（E）戊酸盐，（F）异戊酸盐。 

 

 

图7. PCP对HFD诱导小鼠附睾脂肪组织中FGF 21-PI 3 K/Akt通路的影响。（A）FGF 21、PI 3 K、P-AKT、AKT和GLUT 4的代表性条带。（B-E）FGF 21、PI 3 K、p-AKT和GLUT 4的蛋白表达水平。（F）FGF 21、PI 3 K、p-AKT和GLUT 4的mRNA表达。（G）血清中FGF 21的水平。 

 

 

图8. FMT对HFD诱导的小鼠中的葡萄糖和脂质代谢紊乱的影响。（A）说明FMT对HFD诱导的小鼠的影响的示意图。FMT对（B）体重、（C）空腹血糖、（D）空腹胰岛素、（E）HOMA-IR、（F）TC、（G）TG、（H）LDL-C、（I）leptin、（J）脂联素和（K）LAR的影响。

 

 

图9. FMT对HFD诱导小鼠附睾脂肪异常、炎症和结肠屏障功能的影响。（A）附睾脂肪组织的H&E染色。（B）附睾脂肪细胞面积。（C-E）附睾脂肪组织中促炎细胞因子的mRNA表达，包括（C）IL-6，（D）IL-1β，（E）TNF-α;（F）结肠组织中ZO-1和Claudin-1的代表性条带;（G）Claudin-1和ZO-1的蛋白表达;（I）血清中LPS水平;结肠组织中促炎细胞因子（J）IL-6、（K）IL-1β和（L）TNF-α的mRNA表达。

 

 

图10. FMT对HFD诱导的小鼠中的SCFA和FGF 21-PI 3 K/Akt通路的影响。结肠中的SCFA水平：（A）乙酸盐，（B）丙酸盐，（C）丁酸盐，（D）异丁酸盐，（E）戊酸盐，（F）异戊酸盐。（G）附睾脂肪组织中FGF 21、PI 3 K、P-AKT、AKT和GLUT 4的代表性条带。（H-K）FGF 21、PI 3 K、P-AKT、AKT和GLUT 4的蛋白表达水平。（F）FGF 21、PI 3 K、p-AKT和GLUT 4的mRNA表达。（G）血清中FGF 21的水平。

 

全文小结

茯苓多糖（PCP）如同一位"肠道生态建筑师"：

1️招募益生菌群——富集Lactobacillus等SCFAs"生产工坊"；

2️铺设代谢快轨——SCFAs激活FGF21，启动PI3K/AKT胰岛素信号"绿灯"；

3️打通炎症屏障——修复肠壁"长城"（ZO-1/Claudin），阻断LPS"入侵者"。

 

这项研究不仅为肥胖相关胰岛素抵抗提供了"菌群-代谢"调控新靶点，更让传统茯苓焕发新生——从古老药匣走向现代功能食品舞台！下一步需推动临床验证，让"东方神菌"造福全球代谢健康危机。

 

本研究突破：首次建立 "PCP-菌群-SCFAs-FGF21/PI3K/AKT" 全链条机制模型，为中医药"脾胃论治肥胖"提供现代科学注脚。