经过发酵处理后，黑果越橘（Aronia melanocarpa）能够重塑脂肪组织的免疫微环境，从而缓解代谢性炎症和氧化应激

《Food Bioscience》：Fermented Aronia melanocarpa remodels the adipose tissue immune microenvironment to alleviate metaflammation and oxidative stress

LAB-发酵李干果（LFA）通过调控脂肪生成、免疫重塑及抗氧化通路改善肥胖相关代谢紊乱，在3T3-L1脂肪细胞和HFD喂养小鼠模型中证实其抑制PPARγ/C/EBPα信号、减少炎症介质及激活Nrf2/HO-1通路的作用。

　　

Jisu Hwang|Hyeon-Son Choi|Hoon Kim

韩国大学公共卫生科学系，首尔07249，大韩民国

摘要

由肥胖引起的代谢炎症和氧化应激是代谢紊乱的主要驱动因素，然而乳酸菌发酵的Aronia melanocarpa（LFA）在脂肪组织中的代谢调节作用尚未完全明了。本研究使用3T3-L1脂肪细胞、基于脂肪细胞条件的脂肪细胞-巨噬细胞相互作用模型以及高脂饮食（HFD）喂养的小鼠来探究LFA的作用。高效液相色谱（HPLC）分析证实，发酵改变了Aronia中的花青素组成，尤其是氰苷氯的含量增加。体外实验中，LFA通过下调PPARγ、C/EBPα和FABP4基因，以及调节早期Krüppel样因子（KLF）家族的调控因子，抑制了脂肪生成和脂质积累，并通过减少促炎介质的产生来减轻炎症反应。在高脂饮食喂养的小鼠中，LFA的应用减少了体重增加和多个脂肪库的重量。这些表型改善与脂肪组织免疫环境的积极变化相关，包括向抗炎巨噬细胞表型的转变和NF-κB相关信号的抑制，同时减轻了肝脏中的脂质积累。此外，LFA通过激活Nrf2/HO-1抗氧化防御通路并增加抗氧化酶的表达，缓解了与肥胖相关的氧化应激。总体而言，这些发现表明LFA通过协调调节脂肪组织重塑、免疫反应和氧化还原稳态来减轻代谢炎症和氧化应激，支持其作为肥胖相关代谢并发症的功能性食品成分的潜力。

引言

肥胖是一个重大的全球健康问题，其影响不仅仅局限于体重过度增加，越来越多地被认为是一种由持续的低度炎症和氧化应激驱动的慢性代谢紊乱（Lee & Olefsky, 2021; Schleh et al., 2023）。这种病理状态通常被称为代谢炎症，会导致胰岛素抵抗、血脂异常和其他与肥胖相关的代谢并发症（Lee & Olefsky, 2021; Schleh et al., 2023）。与此同时，氧化应激会放大炎症信号通路，形成一个自我持续的循环，加速代谢功能障碍（Olivares-Vicente & Herranz-López, 2025; Raut & Khullar, 2023）。因此，脂肪组织现在不再被视为被动的能量储存库，而是一个动态的内分泌器官，对全身代谢稳态起着关键调节作用（Corvera et al., 2025; Olivares-Vicente & Herranz-López, 2025）。

在肥胖进展过程中，脂肪组织会发生显著的结构和免疫重塑，表现为脂肪细胞肥大、细胞应激以及促炎免疫细胞的招募，这些因素共同导致全身胰岛素抵抗（Castoldi et al., 2015; Sun, Kusminski & Scherer, 2011）。肥大的脂肪细胞创造了一个以氧化应激、缺氧和促炎信号为特征的环境，从而加剧了脂肪组织的功能障碍（Trayhurn, 2013）。在这种情况下，改善脂肪组织质量，而不仅仅是减少脂肪量，越来越被认为是缓解与肥胖相关的代谢紊乱的关键策略（Vishvanath & Gupta, 2019）。脂肪组织的扩张可以通过增生和肥大两种方式发生，后者与不良的代谢结果更为密切相关（Zubiría et al., 2016）。最近的证据表明，脂肪细胞分化的早期阶段，特别是在脂肪生成刺激后的前48小时内，是一个关键时期，在此期间涉及早期脂肪生成调节因子和Krüppel样因子（KLF）家族成员的转录网络对脂肪细胞的成熟、脂质储存能力和随后与免疫细胞的相互作用具有决定性影响（Birsoy, Chen & Friedman, 2008; Kim et al., 2024; Lee, 2013; Lefterova & Lazar, 2009）。然而，饮食中的生物活性化合物如何调节这些早期脂肪生成过程，同时重塑脂肪组织的免疫微环境，目前仍相对较少被研究。

天然植物化学物质因其多方面的生物活性和良好的安全性而受到越来越多的关注，被视为肥胖的功能性食品干预措施（Pezzino et al., 2024; Shaik Mohamed Sayed et al., 2023）。Aronia melanocarpa（黑果越橘）以其极高的花青素含量以及报道的抗氧化和抗肥胖特性而著称（Sanlier & Cinar, 2025）。然而，天然A. melanocarpa提取物的功能效果往往受到其较差的胃肠道稳定性和花青素苷低生物利用度的限制，其在脂肪组织重塑中的确切作用机制也尚未完全明确。

乳酸菌（LAB）发酵已成为增强植物源材料功能特性的合理策略，通常伴随着微生物介导的成分变化（Shi et al., 2024）。发酵可以将复杂的多酚苷转化为结构改良的形式，提高其稳定性和细胞可利用性，从而重新编程其生物响应性（Kumar et al., 2025）。鉴于脂肪组织重塑在肥胖进展中的关键作用，了解LAB发酵如何改变A. melanocarpa的成分及其下游代谢效应具有相当大的意义。

在本研究中，我们采用了一种综合实验方法，结合细胞和动物模型，研究了LAB发酵的A. melanocarpa（LFA）的代谢效应。在3T3-L1脂肪细胞中，我们重点研究了LFA如何调节早期脂肪生成调控网络，包括参与脂肪细胞分化和脂质积累的关键转录因子。同时，利用脂肪细胞-巨噬细胞相互作用模型评估LFA减弱巨噬细胞中脂肪细胞来源的炎症信号的能力。进一步在高脂饮食喂养的小鼠中检验了LFA的体内效果，通过评估其对脂肪组织重塑、巨噬细胞极化以及核因子红系2相关因子2（Nrf2）/血红素加氧酶-1（HO-1）相关氧化还原稳态的影响。这种多层次的实验设计旨在阐明LAB发酵如何功能性地重新编程A. melanocarpa，从而协调影响脂肪生成、炎症和氧化途径，支持其作为肥胖相关代谢紊乱的功能性食品成分的潜力。

材料

地塞米松（DEX）、3-异丁基-1-甲基黄嘌呤（IBMX）、油红O（ORO）、Griess试剂和2-巯基乙醇购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。Dulbecco改良Eagle培养基（DMEM）、小牛血清（CS）和胰岛素（INS）购自Gibco（美国马里兰州盖瑟斯堡）。胎牛血清（FBS）、磷酸盐缓冲盐水（PBS）和青霉素-链霉素（PS）购自Hyclone Laboratories, Inc.（美国犹他州洛根）。3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯四唑ium

A. melanocarpa的发酵相关成分和功能差异

为了建立LFA生物响应性的成分框架，将基于HPLC的化学分析方法与探索性功能测定相结合，比较了NFA和LFA。色谱图谱显示发酵后花青素组成发生了显著变化（图1A）。定量分析表明，LFA中的氰苷氯（CC）含量显著高于NFA（0.43 ± 0.03 vs. 0.07 ± 0.01 μg/mg提取物，p < 0.001；图2B）。

讨论

本研究通过结合细胞和动物模型的综合实验框架，全面评估了LFA的代谢效应。我们的发现不仅关注体重减轻，还强调了早期脂肪生成调节、脂肪组织免疫重塑和氧化还原稳态作为代谢改善相互关联机制的重要性。具体来说，数据表明在

结论

本研究表明，LFA通过协调调节早期脂肪生成、脂肪组织免疫重塑和氧化还原稳态，在与肥胖相关的模型中带来了多方面的代谢益处。通过靶向早期脂肪生成过程，LFA限制了病理性脂肪细胞的扩张并改善了脂肪组织功能，这伴随着肝脏脂质积累的减轻，支持了脂肪组织-肝脏轴的作用机制

CRediT作者贡献声明

Jisu Hwang：撰写——初稿、可视化、验证、资源准备、方法学设计、实验实施、数据分析。Hyeon-Son Choi：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、监督、项目管理、方法学设计、概念构思。Hoon Kim：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、监督、项目管理、数据分析

未引用的参考文献

Birsoy et al., 2008; Campana et al., 2017; Sun et al., 2011; Zhang et al., 2024.

数据可用性

本研究生成或分析的所有数据均包含在本文及其补充信息文件中。如需支持本研究结果的任何进一步数据，可向相应作者提出合理请求。

资助

本工作得到了韩国国家研究基金会的支持，该基金由韩国政府（教育部）资助（NRF-2018R1D1A1B07047689）（2022年）。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了Gyeonggido商业与科学加速器（GBSA）的技术支持。