乳杆菌对高脂膳食诱导小鼠肥胖形成抑制作用及机制研究

发布时间：2017-08-02 14:04

  本文关键词：乳杆菌对高脂膳食诱导小鼠肥胖形成抑制作用及机制研究

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【摘要】：肥胖与高血脂、糖尿病等代谢综合征密切相关,已经成为全球公共健康问题。肥胖的发生与很多因素相关,其中长期的高脂膳食是引起肥胖的一个重要因素。由于药物及手术等控制体重会引起一些副作用,因此,在食品科学领域,寻求治疗高脂膳食引起的肥胖受到广泛关注。益生菌作为一种对人体健康有益的活的微生物,现如今被用于治疗肥胖的一种手段。然而益生菌治疗肥胖的机制尚不明确,需要进一步研究。本课题拟从三株乳酸菌中筛选出对高脂膳食诱导Balb/c小鼠肥胖有明显抑制作用的益生菌株,研究其对肥胖小鼠肝脏的影响;探究肥胖小鼠肠道菌群变化及脂肪因子的改变,进而推断乳杆菌抑制小鼠肥胖形成的机制。开发出具有减少机体脂肪沉积的专用益生菌产品,为肥胖的预防和控制提供新的思路。给高脂膳食Balb/c小鼠以108及109CFU/mL剂量灌胃由本实验室分离鉴定得到的Lactobacillus paracasei subsp.Paracasei M5(M5),Lactobacillus paracasei subsp.Paracase I X12(X12),Lactobacillus coryniformis subsp.torquens T3(T3)三株乳杆菌,6周末,M5及T3显著降低小鼠体重,体脂率及Lee’s指数(P0.05),并且呈现出剂量依赖性。通过测定小鼠血清甘油三酯(TG),总胆固醇(TC),高密度脂蛋白(HDL),低密度脂蛋白含量(LDL),结果显示,M5及T3高剂量组显著降低血清TG、TC、LDL含量,显著升高HDL含量(P0.05)。同时三株乳杆菌以相同剂量灌胃对照膳食组小鼠,并未对小鼠产生不良影响。综上结果提示,M5及T3菌株能抑制高脂膳食引起的小鼠肥胖及血脂升高。三株乳杆菌通过抑制肝脏脂质累积及氧化应激,从而抑制了非酒精性脂肪肝的发生:通过肝脏HE染色切片可见,乳杆菌灌胃高脂膳食小鼠后,T3及M5两株菌明显改善小鼠肝脏脂肪病变;通过对肝脏甘油三脂含量的测定可知,乳杆菌的灌胃降低了高脂膳食小鼠的肝脏TG含量,抑制了肝脏脂质的累积,从而抑制了脂肪肝的发生,其中T3及M5两株菌效果显著(P0.05);长期高脂膳食使小鼠肝脏受到氧化损伤,乳杆菌灌胃小鼠后,小鼠肝脏抗氧化酶SOD,GSH-Px,CAT水平显著升高(P0.05),且呈现出剂量依赖性;同时肝脏MDA水平下降,T-AOC水平升高,抗氧化能力增强,同样是T3及M5两株菌效果好于X12;并且小鼠体脂率与SOD、GSH-Px、CAT及T-AOC呈负相关,与MDA呈正相关。实验结果显示乳杆菌T3及M5有效抑制了肝脏的损伤,为预防肥胖引起的脂肪肝提供了新思路。乳杆菌通过调节脂肪因子的表达来控制肥胖发生:采用ELISA法测定小鼠血清瘦素及脂联素的含量,结果显示M5及T3灌胃6周后,血清瘦素水平降低,及脂联素水平显著升高(P0.05);RT-PCR法检测小鼠脂肪组织中相关脂肪因子的表达,结果显示高脂膳食使PPAR-γ、TNF-α及FAS表达量显著升高,经M5及T3灌胃6周后显著降低了其表达量;X12效果不显著(P0.05)。通过高通量测序方法对小鼠肠道菌群多样性进行分析。高脂膳食诱导的小鼠肥胖使小鼠肠道菌群发生变化,肥胖使厚壁杆菌与拟杆菌门的比值降低,乳杆菌M5、T3灌胃6周后,小鼠肠道菌群多样性发生变化,通过PCoA分析可知,M5、T3干预使高脂膳食小鼠肠道菌群组成趋近于普通膳食小鼠。通过对结肠组织MDA和T-AOC含量的测定,结果显示M5及T3显著降低MDA,提高T-AOC含量(P0.05)。结合高通量测序结果的比较分析可知,灌胃M5、T3后有效控制了由高脂膳食引起的肠道氧化还原环境的改变,对维护肠道菌群平衡起到了重要作用。乳杆菌可能通过改变小鼠肠道菌群来抑制小鼠肥胖的形成。
【关键词】：乳杆菌 肥胖 脂肪因子 氧化应激 肠道菌群
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS201.3;R589.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 课题研究背景及研究目的和意义12-13
• 1.2 肥胖概述13-14
• 1.2.1 肥胖的产生原因及危害13
• 1.2.2 治疗肥胖的措施13-14
• 1.3 肠道菌群与肥胖14-17
• 1.3.1 肠道菌群组成14-15
• 1.3.2 高脂膳食与肠道菌群15
• 1.3.3 肠道菌群与能量平衡15-17
• 1.4 益生菌与肥胖17-21
• 1.4.1 益生菌概述17
• 1.4.2 益生菌与肥胖17-20
• 1.4.3 益生菌控制肥胖的作用机制20-21
• 1.5 本课题主要研究内容21-23
• 1.5.1 研究内容21-22
• 1.5.2 本课题的技术路线22-23
• 第2章 材料和方法23-39
• 2.1 材料及仪器23-26
• 2.1.1 实验试剂23-24
• 2.1.2 主要试剂配制24
• 2.1.3 实验仪器24-25
• 2.1.4 实验动物及饲料25-26
• 2.2 基本实验操作26-28
• 2.2.1 实验菌种26
• 2.2.2 菌落计数26-27
• 2.2.3 菌株准备27
• 2.2.4 实验动物分组27-28
• 2.2.5 实验样本的制备28
• 2.3 小鼠肥胖相关指标的测定28-29
• 2.3.1 肥胖一般性指标的测定28
• 2.3.2 血清血脂及胆固醇含量的测定28-29
• 2.4 乳杆菌对高脂膳食小鼠肝脏的影响29-31
• 2.4.1 肝脏脂质含量的测定29-30
• 2.4.2 肝脏组织切片HE染色30
• 2.4.3 肝脏氧化还原指标的测定30-31
• 2.5 乳杆菌对高脂膳食小鼠脂肪因子表达的影响31-35
• 2.5.1 乳杆菌对小鼠血清瘦素及脂联素的影响31
• 2.5.2 RT-PCR检测脂肪组织中肥胖相关脂肪因子的表达31-35
• 2.6 高通量测序技术分析小鼠肠道菌群35-38
• 2.6.1 小鼠粪便DNA提取35-36
• 2.6.2 PCR扩增36-37
• 2.6.3 琼脂糖凝胶DNA回收37-38
• 2.6.4 序列生物信息基本分析38
• 2.6.5 结肠组织MDA及T-AOC含量测定38
• 2.7 数据统计与分析38-39
• 第3章 乳杆菌对高脂膳食诱导小鼠肥胖抑制作用研究39-47
• 3.1 前言39
• 3.2 菌落计数39
• 3.3 灌胃三株乳杆菌对小鼠肥胖相关指标的影响39-42
• 3.3.1 灌胃三株乳杆菌对小鼠体重的影响39-41
• 3.3.2 灌胃三株乳杆菌对小鼠Lee’s指数的影响41-42
• 3.3.3 灌胃三株乳杆菌对小鼠体脂率的影响42
• 3.4 灌胃三株乳杆菌对小鼠脏器指数的影响42-43
• 3.5 灌胃三株乳杆菌对小鼠血清TG、TCH、HDL、LDL的影响43-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第4章 乳杆菌对高脂膳食小鼠肝脏脂质累积及氧化应激的影响47-54
• 4.1 前言47
• 4.2 乳杆菌对肥胖小鼠肝脏脂肪性病变的影响47-48
• 4.3 乳杆菌对高脂膳食小鼠肝脏甘油三酯含量的影响48-49
• 4.4 乳杆菌对高脂膳食小鼠肝脏抗氧化酶的影响49-51
• 4.5 乳杆菌对高脂膳食小鼠肝脏MDA的影响51
• 4.6 乳杆菌对高脂膳食小鼠肝脏T-AOC的影响51-52
• 4.7 肥胖与肝脏抗氧化相关性分析52-53
• 4.8 本章小结53-54
• 第5章 乳杆菌对高脂膳食小鼠脂肪组织中脂肪因子表达的影响54-62
• 5.1 前言54
• 5.2 灌胃三株乳杆菌对高脂膳食小鼠血清瘦素含量的影响54-55
• 5.3 灌胃三株乳杆菌对高脂膳食小鼠血脂联素含量的影响55-56
• 5.4 三株乳杆菌对高脂膳食小鼠PPAR-γ 及CEBP-α 表达量的影响56-57
• 5.5 三株乳杆菌对高脂膳食小鼠TNF-α 表达量的影响57-59
• 5.6 三株乳杆菌对高脂膳食小鼠FAS表达量的影响59-60
• 5.7 本章小结60-62
• 第6章 乳杆菌对高脂膳食小鼠肠道菌群的影响62-73
• 6.1 前言62
• 6.2 小鼠粪便细菌 16SrDNA V3-V4可变区PCR扩增结果62
• 6.3 数据优化统计62-63
• 6.4 OTU分析结果63-64
• 6.5 菌群多样性分析64-65
• 6.6 Alpha多样性分析65-67
• 6.6.1 Chao、ACE、Shannon和Simpson指数计算65-66
• 6.6.2 稀疏曲线绘制结果66-67
• 6.7 Beta多样性分析67-69
• 6.8 小鼠结肠组织氧化应激与肠道菌群关系69-71
• 6.8.1 小鼠结肠组织匀浆MDA含量与肠道菌群关系69-70
• 6.8.2 小鼠结肠组织匀浆T-AOC含量与肠道菌群关系70-71
• 6.9 小鼠结肠组织HE染色结果71-72
• 6.10 本章小结72-73
• 结论73-75
• 参考文献75-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果84-86
• 致谢86

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本文编号：609618