吲哚族硫代葡萄糖苷通过肠道菌群代谢激活AhR途径对动脉粥样硬化的预防机制研究

The relationship between diet, gut microbiota and host health is a hot topic in modern nutrition. In recent years, it has shown that dietary intake of cruciferous vegetables is negatively correlated with the risk of atherosclerotic vascular disease (AS), which may be related to glucosinolate (GLs) and gut microbiota, but the mechanism is unclear. Our previous experiments confirmed the important role of oxidative stress in atherogenesis processes. Therefore, we hypothesized that indole GLs in cruciferous vegetables delays atherosclerotic lesion development by interacting with gut microbiota and activating aryl hydrocarbon receptor (AhR) -mediated anti-oxidative stress pathway. We aimed to investigate the effects of indole GLs metabolites inhibits atherogenesis processes via antioxidant and anti-inflammatory factors through gut microbiota in vivo and in vitro, used molecular biology, 16S rRNA sequencing and siRNA interference. The results provide a new perspective for dietary nutrition to inhibit atherogenesis processes, and provide scientific support and theoretical basis for the development of new intervention strategies and public health policies for cardiovascular diseases with phytochemicals.

饮食、肠道微生物群和宿主健康之间的关系是现代营养学亟待解决的科学问题和关注热点。近年有证据表明膳食添加十字花科蔬菜与心血管疾病发病风险成负相关，这可能与其活性物质硫代葡萄糖苷（GLs）及肠道微生物群相关，但其具体机制尚不清楚。我们团队前期的研究证实了氧化应激在动脉粥样硬化（AS）发展中的重要作用。因此本项目提出假说：“十字花科蔬菜中的吲哚GLs可以通过肠道微生物代谢，激活芳基烃受体（AhR）介导的抗氧化信号通路从而延缓AS的发生发展”。本项目将在体内和体外两个水平建立AS模型，采用16S rRNA测序和siRNA干扰等分子生物学技术，阐明吲哚族GLs经肠道微生物代谢后激活AhR通路产生抗氧化及抗炎因子是十字花科蔬菜延缓AS发生发展的重要机制。研究结果将为膳食营养干预对预防AS提供新视角，为针对植物化学物防治心血管疾病的干预策略提供科学支持和理论依据。

心血管疾病（CVDs）是严重威胁人类健康的常见慢性疾病，动脉粥样硬化（AS）是CVDs的主要病理原因。近年有证据表明膳食添加十字花科蔬菜与CVDs发病风险成负相关，这可能与其活性物质硫代葡萄糖苷（GLs）及肠道微生物群相关，但其具体机制尚不清楚。因此，本研究利用AS体内模型，通过多组学分析，明确十字花科蔬菜及其活性物质GLs对延缓AS病理发展的作用，揭示肠道菌群-AHR通路在GLs延缓AS发生发展中的介导机制。项目研究结果发现，西兰花及GLs干预可以有效的改善高脂饮食造成的动脉粥样硬化的发生。即使植物芥子酶活性低得多热加工西兰花在减少动脉粥样硬化病变的发展方面与生西兰花相比具有一样的效果。西兰花干预后可以显著改善由高脂饮食导致的肠道菌群紊乱，Muribaculaceae菌属可能为西兰花干预的标志性菌属，西兰花干预可以促进肠道内代谢复杂的碳水化合物的细菌富集，增加短链脂肪酸产生，激活结肠AhR通路，改善肠屏障功能，分别通过TLRs/MYD88通路调节肠道炎症和全身炎症之间的潜在反馈循环及Akt/FOXO3信号通路，影响炎症相关细胞因子代谢途径，最终延缓AS发生发展。结合抗生素干扰实验证明，肠道微生物参与了热加工西兰花激活AhR通路、改善肠道屏障、缓解AS的作用。研究结果为膳食营养干预对预防AS提供新视角，为针对植物化学物防治心血管疾病的干预策略提供科学支持和理论依据。