项目文章| 心血管顶刊Circ Res:【咸】死肠道菌群!高盐饮食诱导高血压的重磅新机制被发现

来源: 上海中科新生命生物科技有限公司   2020-5-28   访问量:946评论(0)

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在中国,近一半的成年人患有高血压。高盐饮食是高血压的重要危险因素之一。据报道,肠道菌群与高盐性高血压有关,然而具体机制尚未完全阐明。

山东大学齐鲁医院及省立医院的研究团队近期在Circulation Research(IF=15.862)发表的一项最新研究“Intestinal Flora Modulates Blood Pressure by Regulating the Synthesis of Intestinal-Derived Corticosterone in High Salt-Induced Hypertension”,利用16S+ qPCR+高分辨代谢组+qRT-PCR,系统研究了肠道菌群介导高盐饮食(HSD)诱导高血压产生的机制。中科新生命提供了高分辨代谢组服务。

研究材料

高盐饮食(HSD组)和正常饮食(Control组)喂养的Wistar雄性大鼠、

C57BL/6小鼠 粪便、结肠组织

高血压患者粪便

技术方法

16S(菌群组成分析技术)、高分辨代谢组、qPCR(菌群丰度验证技术)、qRT-PCR(mRNA表达水平分析)、粪便移植技术

研究路线

研究结果

1. 初判因果:肠道菌群失调促进高盐诱导的高血压

与正常饮食(Control组)相比,高盐饮食(HSD组)喂养的Wistar雄性大鼠,体重没有显著差异,4周时达到高血压。粪便移植实验结果发现,移植正常血压的HSD大鼠血压降至接近正常水平;移植高血压的Control组,血压升高。提示肠道菌群在高盐诱导的高血压发生发展中起着关键作用,是病因之一。

2. 菌群组成分析:高盐饮食引起的肠道菌群组成和功能变化

16S分析肠道菌群组成,结果表明HSD组大鼠肠道生物失调。Firmicutes/Bacteroidetes比率显著升高。肠道菌群之间相关性的变化表明,HSD可能严重干扰肠道菌群间的共生关系。与血压的相关性分析表示大多变化的肠道菌群与血压呈强负相关,其中,乳酸杆菌和类杆菌是最丰富的两种细菌,可能发挥更重要的作用。PICRUSt功能预测分析表明HSD组包括细菌对上皮细胞的侵袭、类固醇激素的生物合成和甘油脂代谢等途径都显著富集

3. 菌群代谢谱分析:高盐饮食显著改变肠道菌群的代谢谱

肠道菌群的许多代谢物作为微生物-宿主的桥梁,可以影响肠道内的宿主生理和/或进入血液。高分辨代谢组学对大鼠粪便样品进行分析,结果表明高盐饮食显著改变肠道菌群代谢谱。差异的代谢物包括氨基酸衍生物、胆汁酸、脂质、脂肪酸、糖皮质激素和吲哚衍生物等许多由肠道细菌直接产生或调节的。

4. 相关性分析筛选关键菌

肠道菌群、血压和代谢物之间存在显著相关性。HSD组肠道皮质酮浓度升高了4.4倍,与Bacteroides等菌呈显著负相关,与血压显著正相关。研究人员认为Bacteroides减少引起的皮质酮水平升高可能与高盐诱导的高血压密切相关。

5. 关键菌(B.fragilis)功能验证:抑制高盐饮食诱导的肠源性皮质酮的产生

Bacteroides与血压关系最密切的肠道菌。研究团队选择Bacteroides菌株:B. fragilis YCH46进行分离培养。qPCR结果进一步证实了HSD大鼠和高血压患者粪便中B. fragilis YCH46显著减少。

代谢组学和ELISA结果显示HSD大鼠肠道皮质酮水平显著升高, 相关分析表明,Bacteroides与肠道皮质酮水平呈显著负相关。在HSD喂养的C57BL/6小鼠观察到的一致的现象。喂食B. fragilis YCH46可逆转这一现象。也就是说,B. fragilis有效地抵消了HSD对肠道皮质酮代谢的影响,显著降低了肠道皮质酮的产生水平。

6. 关键代谢物(由关键菌产生)功能验证:Bacteroides产生的AA(花生四烯酸)抑制了肠内皮质酮的产生

二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)和AA三种肠道代谢物与皮质酮水平和血压呈显著负相关,与Bacteroides呈显著正相关。进一步表明,EPA和DHA对肠道皮质酮生成没有显著影响,而AA却能通过调节皮质酮合成途径中的关键酶,显著降低HSD引起的肠道皮质酮分泌增加。喂食B. fragilis YCH46,AA浓度明显升高,说明AA是由Bacteroides产生的。此外,高血压患者粪便中AA也显著降低,这与大鼠粪便的代谢组学结果一致。结果表明,Bacteroides能产生AA抑制肠内皮质酮合成,减轻HSD引起的肠内皮质酮升高,从而发挥降压作用。

小编总结

本研究采用16S+ qPCR+高分辨代谢组+qRT-PCR研究了肠道菌群介导高盐饮食诱导高血压产生的机制。研究结果表明高盐饮食通过改变肠道菌群的组成及代谢,减少脆弱拟杆菌(Bacteroides),从而提升皮质酮水平以促进高血压。B.fragilis及其代谢产物AA可预防HSD的不良反应。这一研究丰富了对肠道菌群功能及其对高血压的影响的认识。

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