20191007 周一

宁波大学张鑫：乌龙茶多酚改善小鼠肠道菌群

和肝钟基因的昼夜节律

Journal of Agricultural and Food Chemistry(1区， IF 3.571 )

内容介绍

昼夜节律是指由体内昼夜节律钟产生的大约24小时的行为和生理振荡。哺乳动物时钟系统是分层组织的，具有位于视交叉上核(SCN)的“主时钟”和多个“外周时钟”以维持不同组织的生理周期。昼夜节律调节在肝脏中至关重要，因为它影响多个生理过程，包括葡萄糖、胆汁酸和胆固醇代谢。越来越多的研究表明，除了宿主生理的昼夜变化外，胃肠道中的细菌在组成和功能上表现出昼夜节律。然而，关于昼夜节律和肠道菌群之间关系的信息很少。

人体肠道菌群是一个复杂的群落，包含多种微生物，这些微生物对宿主的健康状况有显著的影响。宿主-微生物组的相互作用非常复杂。肠道具有强大的内源性时钟，在养分吸收和内源性解毒中起主要作用。越来越多的证据表明，宿主通过时钟机制和摄食行为影响肠道菌群的昼夜波动。同时，肠道微生物群落参与维持宿主的昼夜节律以及微生物衍生的代谢物，进而可以调节中枢和肝脏的生物钟以及相应的代谢功能。

植物多酚作为有效的同步剂，可以强烈地调节时钟基因表达和振荡节律以及内部环境。在结肠中，大多数多酚在吸收之前被肠道菌群转化，并且这种转化对于其生物活性必不可少。因此，人们对多酚在操纵肠道菌群和调节宿主的昼夜节律方面的潜在应用越来越感兴趣。

茶多酚(TP)是茶叶中最重要的活性物质，儿茶素占茶多酚总量的70%以上。其中，表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是儿茶素中含量最丰富的活性成分，具有多种生物活性。(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯3-O-(3-O-甲基)没食子酸酯(EGCG3“Me) 作为EGCG独特的O-甲基化形式，仅出现在个别茶中。作者以前的研究发现，乌龙茶多酚(OTP)可调节人体肠道微生物组成；在OTP干预后，某些KEGG途径富集了人类菌群相关(HFA)小鼠模型中的大多数差异表达基因(Degs)。然而，OTP介导的昼夜节律紊乱的潜在机制非常复杂。

在本研究中，作者将新鲜的成年粪便微生物群落移植到无菌的C57BL/6J小鼠中，以构建人类肠道生态系统模型。利用昼夜节律紊乱小鼠模型，研究了OTP干预对肠道菌群和肝钟基因转录的日振荡的影响。

结果发现，OTP可显著减轻持续黑暗(CD)处理引起的小鼠特定肠道菌群和肝钟基因的昼夜振荡和相移的紊乱。转录学显示对照组有1114个基因，CD组有647个基因表现出昼夜节律，而CD-OTP组有723个基因具有节律性。基因本体论(GO)数据库提供了OTP治疗响应的差异表达基因(Deg)的显着差异。此外，京都基因和基因组百科全书(KEGG)途径在OTP干预后富集了最多的DEG，包括“焦点粘附”(9 Degs)和“PI3K-Akt信号传导途径”(9 Degs)。

本研究提供了一种全局观点，即OTP可以缓解宿主的昼夜节律紊乱，有助于改善微生态和健康。

学者简介

张鑫，博士，宁波大学食品与药学学院食品科学与工程系副教授，硕士研究生导师。长期从事食品生物技术、天然产物化学等领域的科研、教学工作，特别是茶叶儿茶素与人体肠道菌群之间相互作用的相关研究。从“转录组学-宏基因组-宏蛋白组”多层次探究茶叶儿茶素对肠道菌群生物多样性的影响机制，进而揭示肠道菌群与肠道生态功能、人体健康之间的关系。主持与参与了多项国家自然科学基金青年基金、浙江省自然科学基金青年基金等科研项目。