基于“肠道菌群调控宿主能量代谢”关系研究黄芪多糖防治肥胖的机理

基本信息
批准号:81673662
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:李后开
学科分类:
依托单位:上海中医药大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑晓皎,吴涛,周明眉,郑宁宁,刘佳健,房军伟,王洋,贺姣姣,何旭云
关键词:
肥胖能量代谢脾气虚证黄芪多糖肠道菌群
结项摘要

Obesity is one of the most challenges in the 21st century. However, we are still lacking safe and effective anti-obesity drugs to date. Obesity is directly caused by imbalance of energy metabolism, and gut microbiota plays important role in modulating host energy homeostasis. Meanwhile, the dysreguation of gut microbiota is highly correlated with Spleen-qi deficiency syndrome, which is regarded as the main pathogenesis of obesity in TCM. As a result, obesity is characterized by three inter-correlated properties, i.e dysregulation of gut microbiota, imbalance in energy metabolism, and Spleen-qi deficiency syndrome. According to the theory of ‘obesity treatment by targeting on Spleen’ in TCM, and the clinical anti-obesity evidence of Fangji Huangqi Decoction, a classical TCM formula, we first validated the anti-obesity effect of Fangji Huangqi Decoction and its main component, the aqueous extract of Huangqi, and Astraglus polysaccharides (APS), the main effective part of Huangqi. Our results indicated that both the whole formula and the aqueous extract of Huangqi had similar anti-obesity effect in high-fat diet fed mice. Moreover, our results indicated that the anti-obesity effect of APS was associated with modulation on gut microbiota in mice. In the current project, our principal objective is to elucidate the underlying mechanism of the anti-obesity effect of APS. Based on our preliminary results, we hypothesized the axis of “APS-gut microbiota-microbial metabolites-energy metabolism” underlying the anti-obesity effect of APS. This study will not only reveal the anti-obesity mechanism of APS by modulating gut microbiota and host energy metabolism homeostasis, but also highlight the importance of gut microbiota in modulating host metabolism of other herb-derived polysaccharides, provide scientific evidence for research and development of herb-derived polysaccharides in obesity therapy. It will also identify the relationship between gut microbiota and activity of traditional medicines with invigorating Spleen and supplementing Qi character, as well as enriching the scientific content of Spleen-qi deficiency syndrome in TCM.

肥胖是当今人类所面临的严峻挑战,仍缺乏安全、有效的治疗药物。肥胖的直接病因是机体能量代谢失衡,而肠道菌是宿主能量代谢平衡的重要调节者。肠道菌群失调与中医学的脾气虚证具有高度的相关性,后者也是肥胖的重要病机,因而形成了肥胖的‘肠道菌群失调、能量代谢失衡与脾气虚证’三种紧密依存的特征。根据肥胖的‘从脾论治’中医思想,我们依据报道的防己黄芪汤的临床减肥证据,验证了该复方,及黄芪水提物与黄芪多糖(APS)的减肥作用,并观察到APS的减肥作用与调节肠道菌有关。本项目将重点研究APS通过肠道菌,调节宿主能量代谢,发挥减肥作用的机理,提出 “APS-肠道菌-菌群代谢物-能量代谢”关系轴假说。该研究将揭示肠道菌介导APS调控宿主能量代谢分子网络的机理,并将为其它植物多糖作用机理的研究,以及在防治肥胖的产品开发上提供科学依据,促进对健脾益气类中药药效与调控肠道菌关系的认识, 丰富中医脾气虚证的现代科学内涵。

项目摘要

肥胖是当今人类所面临的严峻挑战。肥胖的直接病因是机体能量代谢失衡,而肠道菌是宿主能量代谢平衡的重要调节者。肠道菌群失调与中医学的脾气虚证具有高度的相关性,后者也是肥胖的重要病机,因而形成了肥胖的“肠道菌群失调、能量代谢失衡与脾气虚证”三种紧密依存的特征。根据肥胖的“从脾论治”中医思想,我们依据报道的防己黄芪汤的临床减肥证据,验证了该复方中黄芪来源的黄芪多糖(Astragalus polysaccharides, APS)的减肥作用,并观察到APS的减肥作用与调节肠道菌有关,提出了APS通过调节肠道菌群与宿主代谢进而发挥其减肥作用的科学假说。通过本项目的研究,我们证实了APS的减肥作用依赖于其对肠道菌群的调节,并且发现APS干预能够明显增加动物体内的短链脂肪酸(SCFA)的水平,尤其是乙酸的含量。利用血清非靶向代谢组学技术,我们发现APS干预能够明显调节肥胖小鼠的整体代谢,并首次发现了一种小分子代谢物2-羟基丁酸(2-HB)在APS干预下显著上升,体内外的研究证实APS增加的2-HB能够改善胰岛素抵抗,调节脂肪酸代谢,2-HB可能是APS调节机体及肠道菌群代谢所产生的功能性小分子代谢物,参与了APS发挥减肥,改善胰岛素抵抗,调节脂代谢等功能。此外,利用肝脏转录组学分析,我们发现了肝脏腺苷A1(Adora1)在高脂饮食喂养动物中显著上调,而APS干预显著抑制了其表达,提示了APS发挥减肥以及改善脂肪肝的效应可能与下调Adora1受体有关。综上所述,本项目的研究证实了APS的减肥作用依赖于对动物肠道菌群的调节,发现了小分子代谢物2-HB和乙酸可能是APS发挥脂代谢调节的关键途径之一,并且,肝脏Adora1受体很可能是APS改善高脂喂养小鼠肝脏脂质代谢的关键靶标。该研究揭示了APS通过调节肠道菌群与机体代谢,调节肝脏特定分子靶标的作用,为下一步深入研究APS等植物多糖对代谢性疾病的防治作用机制提供了重要实验依据,加深了对健脾益气类中药药效与调控肠道菌关系的认识,丰富了中医脾气虚证的现代科学内涵。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DeoR家族转录因子PsrB调控黏质沙雷氏菌合成灵菌红素

DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2021.10.004
发表时间:2021
2

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
3

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019
4

抗生素在肿瘤发生发展及免疫治疗中的作用

抗生素在肿瘤发生发展及免疫治疗中的作用

DOI:10.3760/cma.j.cn371439-20200423-00009
发表时间:2021
5

壮药黄根中多糖含量的测定

壮药黄根中多糖含量的测定

DOI:10.3969/j.issn.1001-5817.2018.05.001
发表时间:2018

相似国自然基金

1

基于宿主代谢和肠道菌群变化研究四氯二苯并呋喃诱导肥胖发生的分子机理

批准号:21577169
批准年份:2015
负责人:张利民
学科分类:B0607
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
2

妊娠期糖尿病与肠道菌群动态变化的关系及宿主-肠道菌群共代谢机制研究

批准号:81773535
批准年份:2017
负责人:谭红专
学科分类:H3010
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
3

食用海葡萄硫酸多糖CLGP调节肠道菌群的构效关系研究

批准号:31801491
批准年份:2018
负责人:孙玉姣
学科分类:C2002
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

发酵黄芪多糖对鸡肠道乳酸菌FGM表面粘附蛋白的表达调控研究

批准号:31602101
批准年份:2016
负责人:张景艳
学科分类:C1807
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目