2024年1月9日,浙江农林大学国家重点实验室特色干果(山核桃)研究团队在Phytomedicine(中科院1区Top,IF=7.9)杂志在线发表了题为“Polyphenols from hickory nut reduce the occurrence of atherosclerosis in mice by improving intestinal microbiota and inhibiting trimethylamine N-oxide production”的研究论文。该文揭示了山核桃多酚提取物通过TMA-FMO3-TMAO通路,调节小鼠肠道菌群来减轻高脂饮食(HFD)诱导的动脉粥样硬化的作用机制。
氧化三甲胺(TMAO)是肠道菌群通过代谢胆碱、肉碱和甜菜碱而产生的代谢物,与动脉粥样硬化(AS)的发病机制有关。与此同时,膳食多酚因其主要通过调节肠道微生物结构来改善肥胖、糖尿病和动脉粥样硬化的潜力而备受关注。山核桃作为一种富含多酚的深受欢迎的食品,目前已成为探索的候选产品。
本项研究中,作者发现山核桃多酚提取物可改善高脂、高胆碱饲料喂养的C57BL/6J小鼠的肥胖和炎症指数,减轻动脉粥样硬化的病理变化。同时,山核桃多酚提取物也改变了小鼠肠道微生物群的组成和功能,增加了小鼠肠道微生物的丰度,使具有CutC基因的肠道菌群的丰度显著减少,与CutC的表达趋势相一致。此外,多酚提取物也降低了肝脏中FMO3的表达,从而导致了血清中TMAO水平的降低。山核桃多酚代谢组学分析及分子对接预测进一步表明,Casuariin和Cinnamtannin B2可能对CutC和FMO3的酶活具有较强的抑制作用。通过MST试验进一步证实了CutC酶可与Corilagin, (-)-Gallocatechin gallate和Epigallocatechin gallate进行直接结合。这些结果共同表明山核桃中富含的水解单宁类物质在抑制动脉粥样硬化进程上发挥了关键作用。
本研究首次揭示了山核桃多酚与肠道微生物之间复杂的相互作用,为膳食多酚预防动脉粥硬样化中的作用提供了新的见解。
国家重点实验室为论文第一单位和通讯作者单位,蒋辰宇博士和王松博士为该论文的共同第一作者,黄坚钦教授和李岩副教授为论文通讯作者。杭州姚生记食品有限公司邓杨勇参与了此项工作。本研究得到了浙江省省院合作项目、国家自然科学基金和浙江省重点研发项目等经费资助。