文摘

水母的胶原蛋白有很多有益的影响,包括抗氧化、抗炎和免疫调节活动。然而,水母水解胶原蛋白(JCH)是否对高脂肪食源性肥胖的影响仍然未知。因此,我们在本研究口头管理JCH高脂饮食小鼠来探索其对身体的影响体重增加,炎症和氧化状态和盲肠微生物组成。结果表明,口服脂肪diet-treated JCH防止体重增加的老鼠。与此同时,葡萄糖、甘油三酯和血清总胆固醇水平被JCH维护管理。此外,JCH政府缓解氧化应激通过增加谷胱甘肽含量和降低肝脏和活性氧水平改善炎症反应减少TNF的表达α,il - 1β,引发基因在肝脏和回肠。重要的是,JCH政府帮助恢复变更引起的微生物群的组成高脂肪饮食,和属Romboutsia非常可能涉及到的有利影响JCH管理。总之,我们的结果表明,JCH可能会用于食源性肥胖的预防和治疗。

1。介绍

肥胖已成为一个全球问题几十年来,及其对公众健康造成越来越大的威胁。肥胖的人伴有慢性疾病发病率高,包括代谢综合征和癌症。许多流行的治疗肥胖症的治疗,包括发现减肥药有副作用时采取了很长一段(1]。因此,迫切需要探索安全、无副作用的方法预防肥胖的发展。

天然药物具有促进健康的影响是有前途的典型物质和近年来引起越来越多的关注。水母被用作从古代中国美味的食物。最近,水母的营养价值被认为这使得它在其他国家流行。水母没有粗脂肪富含胶原蛋白(2]。水母的胶原蛋白已经被证明对许多有益的影响,包括抗氧化、抗炎和免疫调节活动和降脂效应(3- - - - - -6]。因为肥胖总是伴随着overaccumulation的活性氧(ROS)和炎性细胞因子的生产过剩7),这些影响的海蜇胶原蛋白暗示,它可能会用于预防和治疗肥胖。然而,没有报告相关的有益作用海蜇胶原蛋白在脂肪食源性肥胖直到现在。

膳食脂肪摄入已被证明导致肥胖的主要因素。在啮齿动物脂肪食源性肥胖一直作为一个适当的模型研究饮食肥胖(8]。因此,我们探讨了海蜇胶原蛋白水解物对high-fat-induced身体的影响小鼠的体重增加。与此同时,海蜇胶原蛋白水解物的影响在高脂饮食小鼠炎症和氧化状态也被探索。最后,海蜇胶原蛋白水解物政府是否会改变肠道微生物组成进行了研究。

2。材料和方法

2.1。海蜇胶原蛋白水解液的制备(JCH)

水母(Nemopilema nomurai)用蒸馏水洗净,用0.1 mol / L氢氧化钠在4°C 48 h移除noncollagenous蛋白质如前所述[2]。不溶性分数在钠磷酸盐缓冲剂和水解resuspended protamex 2%在8小时50°C。最终的解决方案是在100°C 12分钟加热然后离心机在4°C 8000 g 8分钟。最后,上层的冷冻和储存在-20°C使用。

2.2。动物实验

雄性C57BL / 6 j小鼠(7周)提供的线性实验动物中心(上海,中国)。所有的动物被随机分为三组:老鼠在低脂饮食(10千卡%脂肪)被指定为对照组(控制, ),老鼠喂食高脂肪饮食(45千卡%脂肪)被指定为高脂组(Highfat, ),和老鼠喂食高脂肪的饮食和口头填喂法JCH(50毫克/公斤体重一天一次)被指定为JCH管理组(Jellyco, )。提供的所有饮食都是研究饮食(广州)。实验持续了2个月,所有的动物都有免费的饲料和水。在治疗期间,记录体重,体重增加是计算。实验协议是协议管理和审查委员会批准的第一个海洋研究所的中国。

2.3。样品收集

在实验的最后,血液样本的收集retroorbital窦然后离心机3000 g 12分钟获得血清。肝脏和回肠组织立即snap-frozen在液态氮进行进一步分析。盲肠内容收集和储存在-80°C的微生物群的组成分析。

2.4。测定血清生化指标和炎性细胞因子

血清的浓度葡萄糖、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、谷胱甘肽(GSH),以及炎性细胞因子(TNF -α,il - 1β和引发),决心通过使用商业套装(BYabscience)。

2.5。RT-qPCR分析

总RNA提取肝脏和回肠组织利用试剂盒试剂(表达载体),然后是reverse-transcribed cDNA利用RevertAid RT工具包(热科学)。引物用于RT-qPCR如下:TNF -α5、前进 - - - - - -CCCACGTCGTAGCAAACCAC-3 ,反向5 - - - - - -GCAGCCTTGTCCCTTGAAGA-3 ;il - 1β5、前进 - - - - - -TGCCACCTTTTGACAGTGATG-3 ,反向5 - - - - - -AAGGTCCACGGGAAAGACAC-3 ;引发,向前5 - - - - - -TGCATGGACAGTCATCCACC-3 ,反向5 - - - - - -ATGACAGACCACAGAACGGC-3 。然后,执行qPCR总量的10μ包含1 L分析解决方案μL cDNA、0.4μL底漆,0.4μL反向引物,3μ去离子水,0.2μL火箭,和5μL SYBR绿色混合(应用生物系统公司)如前所述9]。

2.6。肝脏中谷胱甘肽含量测定和GPX活性和回肠

谷胱甘肽的浓度和GSSG以及肝脏GPX活性和回肠组织,测量通过使用商业套装(BYabscience)。

2.7。测定肝脏ROS水平

ROS水平在肝脏决心如前所述10]。短暂,新鲜肝组织是嵌入在一个冷冻剂(樱花)和甲基丁烷snap-frozen解决方案(σ)在-80°C。然后,10μ米部分是沾dihydroethidium (Sigma-Aldrich) 25分钟37°C。代表图片收集荧光显微镜下(莱卡)。相对丰富的ROS荧光测定使用图像浏览软件(莱卡)。

2.8。肠道微生物分析

盲肠的DNA样本提取,细菌16 s rDNA基因(V3 + V4地区)与特定的引物(放大,5 - - - - - -ACGGRAGGCWGCAGT-3 ;相反,5 - - - - - -TACCAGGGTATCTAATCCT-3 )通过执行PCR反应。PCR产物纯化,测序库生成和分析如前所述[11]。操作与RDP分类器分类单元被用来分析算法。QIIME进行分析α- - -β多样性和主坐标分析。

2.9。统计分析

所有的数据进行了分析使用一个单向方差分析后跟Student-Newman-Keuls事后测试使用SPSS 19.0。所有数据都表示为 ,结果是决定是重要的 。

3所示。结果

3.1。海蜇胶原蛋白水解物减少身体体重增加和改善血清生化指标和炎性细胞因子浓度高脂肪饮食的老鼠

如图1,老鼠Highfat组明显高于身体体重增加和更高层次的葡萄糖,TG、TC和血清与对照组小鼠相比,而这些参数无显著变化,观察小鼠之间的控制和Jellyco组。Highfat组的小鼠有显著较低的谷胱甘肽含量和更高的il - 1的含量β肿瘤坏死因子-α,引发血清与对照组小鼠相比,而上述参数无显著变化观察小鼠之间的控制和Jellyco组。

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图1
海蜇胶原蛋白水解物减少身体体重增加和改善血清生化指标和炎性细胞因子浓度高脂饮食小鼠:(a)身体体重增加,(b)葡萄糖水平,(c) TG水平,(d) TC水平,(e)谷胱甘肽含量、il - 1 (f)β内容,(g) TNF -α内容,(h)引发的内容。数据表示为 , 。 , 。
3.2。海蜇胶原蛋白水解物减轻炎症和氧化应激在高脂饮食小鼠肝脏

如图2肝基因表达的il - 1β肿瘤坏死因子-α,引发显著增加小鼠Highfat组比对照组,而他们的表达明显减少小鼠Jellyco组比Highfat组。同时,谷胱甘肽含量、谷胱甘肽的比例GSSG,和GPX活性明显降低小鼠Highfat组比对照组,而这些参数显著增加小鼠Jellyco组比Highfat组。

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图2
海蜇胶原蛋白水解物减轻炎症和氧化应激在高脂饮食小鼠肝脏。基因表达的肿瘤坏死因子-α(一)、il - 1β(b),引发(c), (d)谷胱甘肽含量、(e)谷胱甘肽(GSSG比率,(f) GPX活性。数据表示为 , 。 , 。
3.3。海蜇胶原蛋白水解物预防高脂饮食小鼠肝活性氧积累

如图3,雌性导致活性氧的overaccumulation小鼠的肝脏,而海蜇胶原蛋白水解物管理明显降低小鼠肝ROS含量。


图3
海蜇胶原蛋白水解物预防高脂饮食小鼠肝活性氧积累。数据表示为 , 。 , 。
3.4。海蜇胶原蛋白水解物减轻炎症和氧化应激在回肠高脂肪饮食的老鼠

如图4,il - 1的基因表达β肿瘤坏死因子-α,引发回肠显著增加小鼠Highfat组比对照组,而他们的表达明显减少小鼠Jellyco组比Highfat组。谷胱甘肽含量及GPX活性显著降低小鼠Highfat组比对照组,而这些参数显著增加小鼠Jellyco组比Highfat组。

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图4
海蜇胶原蛋白水解物减轻炎症和氧化应激在回肠高脂肪饮食的老鼠。基因表达的il - 1β(一)、肿瘤坏死因子-α(b),引发(c), (d)谷胱甘肽含量,(e) GPX活性。数据表示为 , 。 , 。
3.5。海蜇胶原蛋白水解物改变在高脂饮食小鼠盲肠微生物分析

没有观察到显著的差异α多样性的观察到的物种(图5(一个))和香农指数(图5 (b)三个治疗组中。的β基于未加权的多样性的PCoA UniFrac距离表示,整个Highfat组小鼠的微生物结构显然是分开远离那些老鼠在控制和Jellyco集团,而对照组的小鼠的微生物结构是不分离的小鼠Jellyco组(图5 (c))。

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图5
海蜇胶原蛋白水解的影响α- - -β在高脂饮食小鼠盲肠的微生物群多样性:(a)观察到的物种指数,香农指数(b)和(c) PCoA分析基于未加权的UniFrac距离。数据表示为 , 。

肠杆菌科、梭菌的Fusobacteriaceae, Peptostreptococcaceae主要微生物在家庭层面(图6(a))。Highfat组小鼠梭菌的丰度和更高的Fusobacteriaceae较低丰度相比,那些控制和Jellyco组,而微生物丰度在家庭水平在对照组小鼠类似于老鼠Jellyco组。梭菌属,Romboutsia,梭菌属的,邻单胞菌属,Epulopiscium是主要的微生物种属水平(图6(b))。值得注意的是,的相对丰度Romboutsia显著降低小鼠Highfat组比控制和Jellyco组(图6(c))。


图6
海蜇胶原蛋白水解物对盲肠微生物物种的相对多度高脂肪饮食的老鼠。(一)相对丰富的细菌分类家庭层次分类。(b)相对丰富的细菌分类genus-level分类法。(c)的相对丰度Romboutsia。数据表示为 , 。 。

4所示。讨论

好的生物相容性和渗透性,胶原蛋白和肽可以作为生物活性物质。水生动物包括水母的优秀来源胶原蛋白(12]。海蜇胶原蛋白被证明是无害的,对人体细胞造成了广泛的生物效应(3]。在目前的研究中,我们发现,口服的JCH阻止脂肪diet-treated老鼠的体重增加。与此同时,葡萄糖、血清TG, TC水平被JCH维护管理。此外,JCH政府缓解氧化应激和炎症反应通常伴随着肥胖。值得注意的是,JCH政府帮助恢复变更引起的微生物群的组成高脂肪的饮食。

水母是富含胶原蛋白质,丰富的疏水性氨基酸。这些氨基酸有更好的乳化能力和具有较强的抗氧化能力6,13]。因此,JCH应该有更高的抗氧化能力比其他的蛋白质来源。JCH的抗氧化作用研究在体外而在体内。海蜇胶原蛋白肽,以及粗蛋白和蛋白质分数,表现出强烈的氢氧自由基和过氧化物anion-scavenging活动在体外(14,15]。的在活的有机体内抗氧化剂JCH被证明为血清GPX活性的影响,和肝SOD活性增加衰老小鼠与JCH[管理后2]。在目前的研究中,我们发现谷胱甘肽含量,是最重要的细胞内抗氧化剂,显著增加肝脏和回肠当脂肪diet-treated老鼠与JCH管理。此外,肝脏后减少ROS水平JCH管理。这些结果扩大我们的知识JCH的抗氧化作用在不同的实验模型。

海蜇胶原蛋白能激活先天和后天免疫反应。具体来说,海蜇胶原蛋白增强炎性细胞因子分泌通过激活TLR4和NF -κB信号通路(4]。重要的是,胶原酶抑制的免疫刺激作用从水母中提取人体细胞,这表明,胶原蛋白活性物质(16]。然而,一个在活的有机体内研究表明,JC和JCH改善小鼠的免疫(17]。我们进一步发现JCH政府降低血清中炎性细胞因子的内容及其在肝脏和回肠表达高脂肪食源性老鼠。这些结果证实,JCH有强大的抗炎作用;尽管如此,相关机制需要进一步阐明。

肠道菌群调节宿主体内平衡能源和可以改变饮食结构,如高脂肪饮食。经常食用高脂肪饮食导致拟杆菌门丰富和增加壁厚菌门(丰度降低18]。此外,肠道微生物多样性通常是降低高脂饮食小鼠(19]。JCH-administrated老鼠和控制老鼠的类似的微生物群组成不同于这些高脂肪饮食的老鼠。正如我们所知,这是第一个研究表明JCH的有利影响肠道微生物的调制。值得注意的是,大量的Romboutsia减少高脂肪饮食治疗符合先前的研究[20.),而其丰度被JCH恢复管理。属Romboutsia维护健康的主机和施加许多代谢功能,包括碳水化合物利用、代谢终端产品,和单一氨基酸的发酵21]。这些结果表明属Romboutsia可能是JCH的主要目标。然而,这些微生物是如何参与JCH的调制效应,是否Romboutsia扮演重要角色在未来仍有待阐明。

总之,我们的结果表明,JCH政府保护小鼠免受高脂肪食源性肥胖、高血糖和高脂血症。与此同时,JCH政府帮助维持氧化和炎症状态在高脂饮食小鼠的肝脏和小肠。重要的是,JCH管理检索盲肠微生物组成,属Romboutsia严重可能涉及到在JCH的有利影响。我们的研究结果表明,JCH可能会用于肥胖的预防和治疗。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的科技研究和开发项目的秦皇岛:水母蛰的分析和研究控制措施(批准号201805 a141)。