柠檬苦素对营养性肥胖大鼠脂质代谢和肠道菌群的影响

doi:10.13481/j.1671-587X.20220403

摘要/Abstract

摘要： 目的

探讨柠檬苦素对高脂饮食诱导的营养性肥胖大鼠脂质代谢和肠道菌群的影响，阐明其可能的作用机制。

方法

3周龄SD大鼠随机分为对照组、模型组、低剂量（12.5 mg·kg^－1）柠檬苦素组、中剂量（25 mg·kg^－1）柠檬苦素组和高剂量（50 mg·kg^－1）柠檬苦素组，每组10只。除对照组外，其他各组大鼠均采用高脂饲料喂养制备营养性肥胖大鼠模型，造模成功后低、中和高剂量柠檬苦素组大鼠给予相应剂量柠檬苦素干预，每日1次，连续4周。记录给药前后各组大鼠体质量，计算李氏指数（Lee’s指数）和脂肪系数，检测各组大鼠血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）和高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平，HE染色观察各组大鼠肝组织病理形态表现和脂肪沉积情况，16S rRNA测序法分析各组大鼠粪便肠道菌群结构。

结果

与对照组比较，模型组大鼠体质量、Lee’s指数和脂肪系数均明显升高（P<0.05），血清中TC、TG和LDL-C水平均明显升高（P<0.05），HDL-C水平明显降低（P<0.05），肝组织中可见脂肪变性和脂肪堆积，粪便中厚壁菌门和颤螺旋菌属相对丰度均明显升高（P<0.05），拟杆菌门和乳杆菌属相对丰度均明显降低（P<0.05）。与模型组比较，中、高剂量柠檬苦素组大鼠体质量、Lee’s指数和脂肪系数均明显降低（P<0.05），血清中TC、TG和LDL-C水平均明显降低（P<0.05），HDL-C水平明显升高（P<0.05），肝组织中脂肪变性和脂肪堆积明显改善，粪便中厚壁菌门和颤螺旋菌属相对丰度均明显降低（P<0.05），拟杆菌门和乳杆菌属相对丰度均明显升高（P<0.05），低剂量柠檬苦素组大鼠以上各项指标差异均无统计学意义（P>0.05）。

结论

柠檬苦素能够通过调节大鼠脂质代谢和肠道菌群结构，达到改善营养性肥胖大鼠肥胖的作用。

关键词: 营养性肥胖, 柠檬苦素, 脂质代谢, 肠道菌群, 高脂饮食

Abstract: Objective

To investigate the effects of limonin on the lipid metabolism and intestinal microbiota in the rats with nutritional obesity induced by high fat diet， and to clarify its possible mechanism.

Methods

The young rats （3 weeks） were randomly divided into control group， model group， low dose of limonin group （12.5 mg·kg^－1）， medium dose of limonin group （25 mg·kg^－1） and high dose of limonin group （50 mg·kg^－1）， with 10 rats in each group. Except for control group， the rats in other groups were fed with high-fat diet to establish the nutritional obesity rat models. After successful modeling， limonin was administered in the rats in low，medium and high doses of limonin groups，once a day for 4 weeks. The body weights of rats in various groups were recorded before and after administration， and the Lee’s index and fat coefficient were calculated. The levels of total cholesterol （TC）， triglyceride （TG）， low density lipoprotein cholesterol （LDL-C） and high density lipoprotein cholesterol （HDL-C） in serum of the rats in various groups were detected. HE staining was used to observe the pathomorphology of liver tissue and the fatty deposition in liver tissue of the rats in various groups.The structural changes of intestinal microbiota in the rat feces were analyzed by 16S rRNA sequencing.

Results

Compared with control group， the body weight， Lee’s index and adipose coefficient of the rats in model group were significantly increased （P<0.05）， the levels of TC， TG and LDL-C in serum were significantly increased （P<0.05）， and the HDL-C level was significantly decreased （P<0.05）； steatosis and adipose accumulation in liver could be seen； in the feces， the relative abundance of Firmicutes and Spirillae was significantly increased （P<0.05）， while the relative abundance of Bacteroidetes and Lactobacillus was significantly decreased （P<0.05）. Compared with model group， the body weights， Lee’s indexes and adipose coefficients in medium and high doses of limonin groups were significantly decreased（P<0.05）， the levels of TC，TG and LDL-C in serum were significantly decreased （P<0.05）， and the HDL-C levels were significantly increased（P<0.05）； steatosis and adipose accumulation in liver were significantly improved； in the feces， the relative abundance of Firmicutes and Spirillae was significantly decreased （P<0.05），while the relative abundance of Bacteroidetes and Lactobacillus was significantly increased （P<0.05）.There were no significant differences in the above indexes between low dose of limonin group and model group （P>0.05）.

Conclusion

Limonin can improve obesity in the nutritional obesity rats by regulating lipid metabolism and gut microbiota structure.

Key words: Nutritional obesity, Limonin, Lipid metabolism, Intestinal microbiota, High-fat diet

中图分类号:

R285.5

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图/表 6

表1

表2

表3

图1

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Group	Body weight
Group	Before intervention	After intervention
Control	213.50±14.65	321.07±18.45
Model	294.03±15.87^*	407.20±20.16^*
Limonin
Low dose	294.43±18.52^*	405.33±16.64
Medium dose	294.84±8.47^*	368.21±16.29^△
High dose	295.12±17.92^*	345.90±11.63^△

Group	Lee’s index	Adipose coefficient（η/%）
Control	357.30±12.07	2.14±0.22
Model	390.11±11.66^*	6.28±0.69^*
Limonin
Low dose	388.92±12.22	6.26±0.58
Medium dose	370.48±18.43^△	4.39±0.21^△
High dose	363.51±13.67^△	3.02±0.46^△

Group	TC	TG	LDL-C	HDL-C
Control	1.32±0.11	0.48±0.05	0.37±0.03	0.61±0.07
Model	2.78±0.16^*	1.22±0.07^*	0.91±0.06^*	0.23±0.03^*
Limonin
Low dose	2.76±0.11	1.23±0.06	0.90±0.08	0.24±0.03
Medium dose	1.83±0.10^△	0.74±0.05^△	0.62±0.07^△	0.40±005^△
High dose	1.55±0.14^△	0.53±0.09^△	0.44±0.05^△	0.56±0.04^△

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