《Journal of Advanced Research》：Alleviation of high-fat diet-induced lipid metabolism disorders: Role of quinoa peptides in reducing high-activity BSH-producing gut microbiota abundance and modulating BA-FXR/TGR5 signaling
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为揭示高脂饮食引发的肥胖及脂代谢紊乱难题，本研究探讨藜麦来源多肽（QPep）如何通过重塑肠道菌群、抑制高活性胆汁盐水解酶（BSH）产生菌，进而调节胆汁酸（BAs）代谢与FXR/TGR5信号通路，最终恢复全身脂质稳态。结果表明，QPep能有效减轻体重增长、改善肝脏脂肪变性并提升糖耐受，为开发基于膳食多肽的代谢性疾病干预策略提供了新靶点。
在当今社会，肥胖、糖尿病和非酒精性脂肪肝病等代谢性疾病的发病率逐年攀升，构成了严峻的全球健康挑战。这些疾病的共同核心是脂质代谢紊乱，即体内脂肪的合成、分解与运输失衡。近年来的研究逐渐揭开了一个隐藏在人体内的“秘密盟友”——肠道菌群——在代谢健康中扮演的关键角色。肠道菌群失调被证实与肥胖等代谢问题密切相关，而菌群与宿主之间的“对话”很大程度上依赖于其产生的代谢物，其中胆汁酸（Bile Acids, BAs）作为一类重要的信号分子，通过激活法尼醇X受体（Farnesoid X Receptor, FXR）和G蛋白偶联胆汁酸受体1（TGR5）等宿主受体，广泛调控着宿主的脂质和葡萄糖代谢。因此，通过膳食干预调节肠道菌群及其代谢产物，被视为预防和管理代谢性疾病极具潜力的策略。
在此背景下，藜麦作为一种营养全面的“超级食物”，其蛋白质含量高且氨基酸组成均衡，是生物活性肽的理想来源。前期研究表明，口服藜麦来源的多肽（Quinoa-derived peptides, QPep）能够改善高脂饮食（High-Fat Diet, HFD）诱导的小鼠肠道菌群组成并缓解肝脏脂质紊乱，但其具体作用机制尚不完全清楚。为了解答QPep如何发挥其代谢保护作用，西北农林科技大学食品科学与工程学院的李逸举、张宇宇等研究人员在《Journal of Advanced Research》上发表了一项研究，系统阐明了QPep通过靶向调节肠道菌群-胆汁酸轴来改善脂质代谢紊乱的分子机制。
为了开展这项研究，研究人员综合运用了多种关键技术方法。研究以C57BL/6N小鼠构建HFD诱导的肥胖模型，并设立正常饮食对照。通过抗生素清除肠道菌群和粪菌移植实验，验证了QPep作用的菌群依赖性。利用非靶向代谢组学和靶向液相色谱-串联质谱技术，分析了血清代谢物和胆汁酸谱的变化。通过16S rRNA基因测序和宏基因组测序，全面解析了肠道菌群组成和功能的变化。此外，还采用了孟德尔随机化分析来推断肠道菌群与胆汁酸水平的潜在因果关系。在分子机制层面，通过实时定量PCR、蛋白质免疫印迹和酶联免疫吸附测定等技术，检测了肝脏胆汁酸合成关键酶、回肠FXR/FGF15信号以及脂肪和肠道组织中TGR5的表达水平。
QPep改善了HFD小鼠的脂质代谢紊乱
动物实验1的结果显示，与单纯HFD组相比，补充QPep能显著减缓高脂饮食引起的小鼠体重增加，降低附睾白色脂肪组织和皮下白色脂肪组织的重量，同时改善血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇水平。肝脏组织学染色（H&E和油红O染色）表明，QPep能有效减轻HFD诱导的肝脏脂肪沉积和肝损伤标志物（ALT和AST）的升高。口服葡萄糖耐量试验和胰岛素耐量试验也证实，QPep改善了小鼠的糖耐量和胰岛素敏感性。
QPep增加了HFD小鼠血清结合型胆汁酸水平
通过非靶向代谢组学分析，研究人员发现QPep干预显著改变了肥胖小鼠的血清代谢物谱，其中胆汁酸生物合成和分泌通路被显著富集。进一步的靶向分析证实，QPep能特异性提升血清中多种结合型胆汁酸的水平，如牛磺-β-鼠胆酸、牛磺胆酸和甘氨胆酸，而对非结合型胆汁酸水平影响不大。
QPep通过调节BAs-FXR/TGR5信号通路促进脂质代谢
分子机制探究发现，QPep处理上调了肝脏中胆汁酸合成的关键限速酶（如CYP7A1、CYP7B1和CYP27A1）的mRNA表达。同时，它下调了回肠中FXR及其下游因子成纤维细胞生长因子15的基因和蛋白表达。在脂肪组织和肠道中，QPep则提高了TGR5的mRNA表达水平。这些结果表明，QPep通过积累的结合型胆汁酸（如T-β-MCA）抑制回肠FXR信号，从而解除对肝脏胆汁酸合成的抑制；同时，通过其他结合型胆汁酸（如TCA）激活脂肪和肠道中的TGR5，协同促进脂质代谢和能量消耗。
QPep以肠道菌群依赖的方式缓解脂质代谢紊乱
16S rRNA测序显示，QPep干预逆转了HFD引起的肠道菌群失调，降低了厚壁菌门与拟杆菌门的比值。通过抗生素清除肠道菌群后，QPep对体重、血脂、肝脏脂肪变性以及胆汁酸合成相关基因表达的改善作用完全消失。相反，将QPep干预小鼠的菌群移植给抗生素处理过的受体小鼠，则可以再现QPep的代谢益处，包括减轻体重增加、改善肝脏脂质堆积和调节FXR/TGR5信号通路。这些实验确凿地证明了QPep的作用依赖于完整的肠道菌群。
QPep通过调节肠道菌群降低肠道BSH活性
宏基因组学分析提示，次级胆汁酸合成通路中的基因富集，特别是编码胆汁盐水解酶的基因。胆汁盐水解酶由肠道菌群产生，负责将结合型胆汁酸水解为非结合型。实验测定发现，HFD喂养显著提高了肠道BSH活性，而QPep干预则能显著降低该活性。孟德尔随机化分析进一步支持了特定菌属（如双歧杆菌属、乳杆菌属）的丰度变化与结合型胆汁酸水平存在潜在因果关系。
QPep选择性降低高活性BSH产生菌的丰度
研究人员根据系统发育树将已知的BSH产生菌分为不同活性亚型。热图分析显示，HFD主要增加了高活性BSH亚型细菌的丰度，而QPep干预能有效逆转这一趋势，选择性地下调了高活性BSH产生菌的丰度，这为观察到的肠道BSH活性降低提供了合理解释。
研究结论与讨论
本研究首次阐明了藜麦多肽通过靶向抑制高活性胆汁盐水解酶产生菌，从而调节胆汁酸-肠道菌群轴，改善高脂饮食诱导的脂质代谢紊乱的完整机制。其核心在于，QPep并非广谱抗菌，而是精准地降低了那些具有高BSH活性的革兰氏阳性菌的丰度。这导致肠道内BSH整体活性下降，使得结合型胆汁酸得以积累。积累的T-β-MCA作为回肠FXR的天然拮抗剂，抑制了FXR-FGF15信号轴，解除了其对肝脏胆汁酸合成的反馈抑制，促进了胆固醇向胆汁酸的转化。同时，积累的TCA和TDCA则作为TGR5的高亲和力激动剂，激活了脂肪组织和肠道中的TGR5，促进产热和脂质分解。这种对肠道FXR的抑制与对外周组织TGR5的激活双管齐下，共同恢复了全身脂质稳态。
该研究的创新之处在于，它超越了简单地关注特定菌属的变化，而是聚焦于细菌的功能活性（即BSH活性），为通过膳食成分精准调控菌群功能提供了新思路。QPep作为一种通过体外模拟胃肠道消化制备的蛋白水解物，制备工艺相对简单，成本较低，且不同肽段之间可能存在生物活性的协同效应，展现了藜麦蛋白作为生物活性肽来源的巨大营养与功能潜力。当然，研究也存在一些局限，例如未系统评估剂量效应，以及未能完全排除QPep直接作用于宿主的可能性。未来的研究可在无菌动物模型中进行验证，并深入探究QPep选择性抑制高活性BSH菌的具体分子机制。总之，这项工作不仅深化了我们对膳食多肽、肠道菌群与宿主代谢之间复杂互作的理解，也为开发基于藜麦肽的功能性食品，用于预防和治疗肥胖及相关代谢综合征提供了重要的理论依据和潜在的应用策略。
