药食同源(英文)

非酒精性脂肪肝（Nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD）是一种代谢性肝脏紊乱疾病，已成为一种全球性影响公众健康的主要问题。NAFLD相关的风险因素有年龄、性别、种族、不健康的饮食方式、某种营养素的缺乏、遗传因素及肥胖、糖尿病、胰岛素抵抗等代谢性疾病。近年来的研究表明，肠道微生物能够改变NAFLD的病理学，影响该病的进程，调节宿主的代谢。菌群失调是指微生物组成的变化，通常表现为物种数量的降低。一些研究发现，肠道菌群失调与肥胖、糖尿病、NAFLD及代谢性疾病有关。因此，在NAFLD及糖尿病等代谢性疾病的治疗过程中，维持肠道微生物平衡及稳态是非常关键的。

脂质在肝脏中的过量蓄积是NAFLD的一个重要特征。脂质储存于细胞中名为脂滴的细胞器中。脂滴外周环绕着一个单磷脂层，内部充满着甘油三酯和胆固醇脂。所有细胞中几乎都有脂滴存在，脂滴在细胞内，甚至在整个机体的脂质平衡过程中发挥着重要作用。肝脏中脂滴异常聚集引起肝脏脂肪变性是NAFLD的一个病理学特征，这一点也暗示脂滴的形成及破裂的调节反映了NAFLD的发展过程，可以据此采取干预策略来治疗NAFLD。迄今为止，NAFLD的病理学机制仍不完全清楚。尽管NAFLD的流行及发病率一直在增加，但仍没有可用于治疗NAFLD的药物。

山茱萸是一种分布于东亚的落叶乔木。作为一种药用植物，它的果实通常用于治疗肝病及肾病。山茱萸果实及其提取物能够防止肝损伤。近年来，山茱萸的产量逐年增加，然而这种果实并不耐保存。因此，山茱萸被开发加工成山茱萸果酒、口服液及其它功能性饮料。古绍彬团队以山茱萸为原料，成功开发出山茱萸果醋，这种果醋中含有马钱苷、莫诺苷、大量有机酸等功能活性成分。前期研究表明，山茱萸果醋能够缓解NAFLD模型小鼠的肝脏脂肪变性。然而，山茱萸果醋是否能够影响肠道微生物区系及肝脏脂滴的变化，进而调节肝脏脂质代谢尚需进一步研究。

河南科技大学食品与生物工程学院曹力博士、古绍彬教授等在本文中通过高脂日粮（high fat diet,HFD）建立NAFLD模型，研究了山茱萸果醋对肠道微生物区系及肝脏脂滴的调节作用。这项研究进一步阐明了山茱萸果醋的作用机制，为果醋的护肝作用提供了确凿的证据。

图1 研究方案

Results and Discussion

1．山茱萸果醋对HFD饲喂小鼠肠道微生物区系的影响

近年来，肠道微生态的功能作用吸引了人们的关注。肠道菌群失调与肥胖、NAFLD及其它代谢性疾病有关。已有证据显示，NAFLD患者及HFD诱导的动物模型肠道微生物区系出现异常。这些结果提示，以肠道微生物区系为靶点有望治疗NAFLD。食物类型、药物等环境因子能够改变肠道微生物区系。山茱萸果醋是否能够改变肠道微生物区系的变化需进一步研究。如图2所示，本研究结果表明，在属水平上，与对照组相比，HFD组小鼠粪便中的芽孢菌属（Faecalibaculum）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）、乳酸杆菌属（Lactobacillus）、瘤胃球菌属（Ruminococcu）和Turicibacter显著降低，拟杆菌属（Bacteroides）和毛螺菌科（norank-Lachnospiraceae）的细菌显著增加；山茱萸果醋处理后，Faecalibaculum, Bifidobacterium, Lactobacillus显著增加，而Bacteroides norank-Lachnospiraceae显示了降低的趋势。报道表明，乳酸杆菌的丰度与肝脏脂肪、体重呈负相关，菠萝醋、椰子醋也能够降低体脂肪和体重。综合上述研究，山茱萸果醋对NAFLD的改善作用可能是一种直接调节作用，也可能是通过调节肠道微生物区系而实现的。

图2 小鼠肠道微生物区系的变化

A: 属水平上小鼠肠道微生物区系的变化。B：肠道微生物区系的α-多样性。

2. 山茱萸果醋对体重、肝脏重及肝脏甘油三酯（TG）的影响

实验开始时（小鼠7周龄），各实验组小鼠体重无差异。10周后，HFD组小鼠体重显著高于普通日粮组的小鼠体重（Figure 3A and 3B）。山茱萸果醋连续处理6周后（小鼠23周龄），山茱萸果醋显著降低了HFD饲喂小鼠的体重和肝脏重量（Figure 3C）及肝脏TG的含量。研究报道，肥胖与NAFLD的发生密切相关，而降低体重对NAFLD有益。结合前人的报道，表明山茱萸果醋可通过降低体重控制HFD诱导的NAFLD。

图 3 山茱萸果醋对体重、肝脏重及肝脏TG的影响

3. 山茱萸果醋对肝损伤的影响

如图4所示，与对照组相比，HFD组血清AST、ALT和ALP显著增加。山茱萸果醋处理显著降低了AST、ALT和ALP的水平，表明山茱萸果醋能够有效防止NAFLD的发生和发展。

图 4 山茱萸果醋对肝损伤的影响

4. 山茱萸果醋缓解了肝脏组织病理学变化

组织病理学分析显示，HFD组小鼠肝脏较大脂肪变性区域、细胞空洞和脂滴聚集，而山茱萸果醋处理后，肝脏脂肪变性区域由51%降低到28%，肝脏脂肪空泡的大小和数量也随之降低。

以上结果可能是山茱萸果醋通过改变肠道微生物从而抑制NAFLD的发展。本研究结果也支持前人的研究观点：肠道微生物的调节对于NAFDL的治疗是有效的，可作为NAFLD的治疗靶点。

图 5 肝脏组织病理学变化

5.山茱萸果醋改变了肝细胞中脂滴的大小

脂滴是细胞内富含脂质的细胞器，与肝脏脂质代谢密切相关。肝细胞中脂质过度聚集可能是导致NAFLD发生及向非酒精脂肪肝炎转变的一个病理条件。脂滴的大小、数量及动态变化反映了不同的生物学过程，与代谢性疾病的发生有关。如图6所示，本研究通过透射电镜观察，发现HFD组肝脏组织细胞中存在较大、较多的脂滴，山茱萸果醋处理后，细胞中脂滴的大小和数量显著降低。这一结果表明，山茱萸果醋能够抑制脂滴的聚集，促进脂滴降解。

图 6 山茱萸果醋对脂滴的影响

6. 山茱萸果醋对脂滴相关基因表达的影响

围脂滴蛋白（perilipins，PLINs）是定位于脂滴表面的蛋白，控制脂滴的形成和破裂。PLIN-2是PLINs家族的一个成员，调节脂滴的装配和形成，PLIN-2缺陷降低了巨噬细胞中脂质的含量及脂滴的大小和数量。表明，PLIN-2可促进较大脂滴的形成、脂肪变性及NAFLD的发病。此外，甘油三酯脂肪酶（adipose triglyceride lipase, ATGL）是降解脂贮存于脂滴中TG的关键酶，其主要功能是维持脂滴的代谢与平衡。如图7所示，本研究中，HFD增强了肝脏组织PLIN-2的表达，降低了ATGL的表达。山茱萸果醋处理后，PLIN-2的表达被抑制，而ATGL表达被增强。表明，山茱萸果醋能够促进脂滴的脂解途径，导致大的脂滴转变为小脂滴。

图7 山茱萸果醋对脂滴相关基因表达的影响

Conclusion

本研究表明，山茱萸果醋通过降低肝脏TG的水平、肝脏重量、体重，改善血清AST、ALT和ALP水平，进而改善NAFLD小鼠肝脏脂肪变性。并通过调节肠道微生物区系、调节脂滴相关蛋白的表达来降低肝脏脂滴的大小。本研究结果为山茱萸果醋作为一种功能食品提供了有力证据。

第一作者简介：

曹力，男，农学博士，现为河南科技大学食品与生物工程学院讲师，主要研究方向为植物源功能活性物质的功能作用及机制研究；益生菌及其功能研究。近年来，在journal of food science, poultry science ,livestock science等期刊发表论文20余篇。

古绍彬，教授，博士生导师，现任河南科技大学食品与生物工程学院院长，食品微生物河南省工程技术研究中心主任，河南省高校青年骨干教师，洛阳市优秀科技杰出人才；兼任河南省生物工程类专业教学指导委员会委员，河南省食品科学技术学会副理事长、河南省农产品加工与贮藏工程学会副理事长，河南省生物工程学会理事。河南省教学名师、河南省教育系统优秀共产党员、河南省优秀硕士学位论文指导教师、洛阳市优秀杰出人才、洛阳市优秀教师。主持河南省研究生优质课程、河南省一流课程、精品在线开放课程等，获河南省教学成果一等奖。主持完成国家自然基金、省自然基金等省部级项目20余项。获河南省科技进步三等奖、中国商业联合会一等奖、中国轻工业联合会科技进步二等奖等奖励，河南省教学成果一等奖等。发表学术论文200余篇，其中SCI、EI收录80余篇，出版教材著作5部，申报国家发明专利40项，授权发明专利22项。