有氧和抗阻运动干预非酒精性脂肪性肝病小鼠:肠道菌群与鸢尾素的相关性

伍方佳; 雷森林; 李先辉; 杨阳

doi:10.12307/2026.656

摘要：背景:非酒精性脂肪性肝病是一种肝细胞内脂质异常蓄积并伴随炎症反应的肝脏疾病.有氧运动能够调节肠道微环境稳态,继而通过"微生物-肠-肝"轴机制缓解炎症反应,改善非酒精性脂肪性肝病,但运动因子鸢尾素是否介导肠道菌群的调节过程暂且不知,而不同运动方式如抗阻运动是否也能够通过上述机制改善非酒精性脂肪性肝病目前尚无报道. 目的:研究不同运动方式干预对非酒精性脂肪性肝病小鼠炎症反应的影响,探讨肠道菌群及炎症反应与运动因子鸢尾素之间的相关性. 方法:48只C57BL/6J小鼠适应性饲养1周后,随机分为对照组(n=12)和高脂组(n=36).对照组小鼠给予普通饲料喂养;高脂组小鼠给予60％脂肪供能的高脂膳食持续喂养12周以诱导非酒精性脂肪性肝病模型,将造模成功小鼠随机分为高脂组、有氧运动组和抗阻运动组,后2组进行8周运动干预,运动期间均保持高脂饲料喂养,直至第20周实验结束.16S rRNA基因测序分析各组小鼠的肠道菌群组成,苏木精-伊红染色观察各组小鼠肝细胞脂肪变性情况,微板法检测各组小鼠血脂和肝功能相关指标,Western blot检测各组小鼠肝脏中核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3、核因子κB、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α和鸢尾素的蛋白表达水平. 结果与结论:①与对照组相比,高脂组小鼠血清总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白水平显著增加(P<0.05),高密度脂蛋白水平显著降低(P<0.05),抓力和抗疲劳能力衰退(P<0.05),肝脏出现大量空泡和炎症细胞浸润(P<0.05),核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3、核因子κB、白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α蛋白表达显著上调(P<0.05),鸢尾素蛋白表达显著下调(P<0.01).②与高脂组相比,有氧运动和抗阻运动能够显著改善上述生理指标,降低血清总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白水平(P<0.05),上调高密度脂蛋白水平(P<0.05),减少肝脏空泡和炎症细胞浸润,提高运动能力(P<0.05),下调核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3、核因子κB、白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α蛋白表达(P<0.05),促进鸢尾素蛋白表达(P<0.05),有氧运动的改善效果更为显著.③菌群α多样性分析显示,sobs、chao和coverage指数在4个组别间存在显著差异(P<0.05),与对照组相比,高脂组的sobs和chao指数显著降低(P<0.05),coverage指数显著增加(P<0.05);β多样性分析分析表明,在操作分类单元水平和属水平对照组与其余3组显著分离(P<0.01).菌群组成门水平发现高脂组和抗阻运动组Firmicutes/Bacteroidota比值显著高于对照组(P<0.01),但有氧运动组Firmicutes/Bacteroidota比值极显著低于对照组(P<0.01).组间差异菌群分析发现有氧运动能够使高脂组异常增加的Escherichia-Shigella和Leuconostoc相对丰度回调(P<0.05).④相关性分析发现鸢尾素与Escherichia-Shigella呈极显著负相关.⑤结果表明,相较于抗阻运动,有氧运动能够更为有效地改善外周脂质代谢紊乱,增强运动能力,抑制核因子κB/核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3炎症信号通路激活,重塑肠道菌群组成,且在脂肪肝病理背景下鸢尾素的抗炎效应可能与肠道菌群组成变化有关.