越來越多的證據表明,藥物干預下與腸道微生物相關的代謝物是調節組織功能和改善健康的重要因素。因此,化濁解毒方(HZJD)治療慢性萎縮性胃炎(CAG)的作用機制可能是由于調節受干擾的腸道微生物群及其代謝物。
由北京中醫藥大學第三附屬醫院王彥剛教授研究團隊發表在Chinese Medicine上題為“Determination of the protective efects of Hua‐Zhuo‐Jie‐Du in chronic atrophic gastritis by regulating intestinal microbiota and metabolites: combination of liquid chromatograph mass spectrometer metabolic profling and 16S rRNA gene sequencing”的研究結果。文章通過LC-MS和16S rRNA基因測序,探討了HZJD對CAG大鼠的代謝物和腸道微生物群的影響,且這些紊亂的腸道微生物群與幾種相關代謝物的變化密切相關。這些信息可能為HZJD治療CAG提供機制上的見解。其中,中科新生命提供了16s擴增子測序及代謝組學檢測和技術支持服務。

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研究材料
Normal group(N)、Model group(M)、 Chinese medicine group(CM)、Vitacoenzyme group(V),n=8
技術路線
步驟1:形態學研究發現HZJD治療后病理表現得到改善,說明HZJD對CAG有治療效果;
步驟2:HZJD治療后,代謝物和菌群豐度發生顯著變化;
步驟3:相關性分析證明了腸道微生物群和代謝物之間的功能相關性。
研究結果
1. 大鼠胃粘膜的形態學研究
首先,作者對來自不同組別的大鼠胃粘膜樣本進行組織學檢測,對照組大鼠胃黏膜光滑,以紅色為主,胃褶皺排列良好,胃粘膜上皮細胞和腺體保存完好,排列規律,沒有任何擴張、充血或任何炎癥性細胞膨脹;而CAG導致大鼠胃黏膜變成白色、腺體排列紊亂和炎癥性細胞膨脹;經HZJD治療后,病理表現得到改善?;谶@些病理表現,說明HZJD對CAG有治療效果。

圖1 胃黏膜組織學變化
2. HZJD處理后的胃組織代謝圖譜分析
接下來,作者使用代謝組分析不同組別代謝物的變化,通過 LC-MS 在大鼠胃粘膜組織中鑒定了 68 種與 CAG 相關的代謝物。HZJD治療后,21種代謝物(如膽堿、L-亮氨酸和L-絲氨酸等)呈現恢復趨勢,表明HZJD對CAG誘導的21種代謝物的改變具有治療作用,于是對這21種代謝物進行KEGG富集分析,以確定受到顯著影響的代謝和信號轉導途徑,結果發現,這些代謝物參與了mTOR 信號通路和膽堿代謝通路。

圖2 代謝物及代謝通路分析
3. HZJD誘導了腸道微生物群的變化
隨后,16s擴增子測序結果表明,CAG引起了大鼠腸道微生物組成和相對豐度的變化。HZJD治療后,與M組相比,CM組中血尿桿菌的相對豐度增加,脫硫球菌和埃希氏菌的相對豐度降低。

圖3 腸道菌群相對豐度變化
4. 相關性分析
相關性分析顯示,這些受干擾的腸道微生物群與一些相關代謝物的變化密切相關,散點圖描述了幾種典型的腸道微生物群高度相關的腸道代謝物,如,埃希氏菌與L-亮氨酸呈負相關,血尿桿菌與尿素呈負相關,脫硫球菌與三甲胺呈正相關,與膽堿呈負相關。該結果證明了腸道微生物群和代謝物之間的功能相關性。


圖4 腸道微生物群和代謝物相關性分析
小編小結
綜上所述,文章結合LC-MS和16S rRNA基因測序,評估了HZJD對CAG大鼠腸道微生物群及其代謝譜的影響,探討了HZJD對CAG大鼠的治療機制,發現HZJD可以通過調節腸道微生物群及其代謝物來治療CAG。
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