辣椒素通过肠道微生物群产生的5-氨基乙酰丙酸来改善小鼠的血糖水平

《Microbiome》：Capsaicin ameliorates glycemic levels via gut microbiota-derived 5-aminolevulinic acid in mice

　　

摘要

背景

辣椒中的天然生物碱辣椒素能够调节血糖水平，但其作用机制和治疗潜力仍不明确。本研究旨在阐明肠道微生物群及其代谢产物在调节辣椒素血糖作用中的作用。我们在无特定病原体（SPF）和无菌（GF）小鼠中进行了实验，进行了瞬时受体电位香草酸1（TRPV1）受体敲除研究，并进行了粪便微生物群移植（FMT），以证明肠道微生物群在辣椒素介导的血糖控制中的作用。通过宏基因组学和代谢组学分析，确定了关键的微生物菌株和代谢途径。在未添加辣椒素的情况下，向GF小鼠补充这些关键菌株和代谢产物，以验证它们对血糖调节的影响。还进行了体外共培养实验，以研究在辣椒素处理下这些关键菌株之间的互惠关系。

结果

肠道微生物群是辣椒素介导的血糖调节的重要组成部分，它们与TRPV1信号通路协同作用，但并非完全依赖于该通路。辣椒素改变了肠道微生物群，促进了5-氨基庚二酸（5-ALA）的生成，这有助于血红素的合成并改善了血糖控制。在GF小鼠中补充Akkermansia muciniphila、Ligilactobacillus murinus或5-ALA可以再现辣椒素的血糖改善效果。此外，辣椒素还能富集Akkermansia muciniphila，进而促进Ligilactobacillus murinus的生长。

结论

辣椒素引起的肠道微生物群变化促进了5-ALA的合成，从而改善了血糖控制。这些发现表明，针对肠道微生物群（尤其是Akkermansia muciniphila和5-ALA）的饮食或益生菌干预可能为管理血糖疾病（包括2型糖尿病（T2D）提供有希望的策略。

视频摘要

背景

辣椒中的天然生物碱辣椒素能够调节血糖水平，但其作用机制和治疗潜力仍不明确。本研究旨在阐明肠道微生物群及其代谢产物在调节辣椒素血糖作用中的作用。我们在无特定病原体（SPF）和无菌（GF）小鼠中进行了实验，进行了瞬时受体电位香草酸1（TRPV1）受体敲除研究，并进行了粪便微生物群移植（FMT），以证明肠道微生物群在辣椒素介导的血糖控制中的作用。通过宏基因组学和代谢组学分析，确定了关键的微生物菌株和代谢途径。在未添加辣椒素的情况下，向GF小鼠补充这些关键菌株和代谢产物，以验证它们对血糖调节的影响。还进行了体外共培养实验，以研究在辣椒素处理下这些关键菌株之间的互惠关系。

结果

肠道微生物群是辣椒素介导的血糖调节的重要组成部分，它们与TRPV1信号通路协同作用，但并非完全依赖于该通路。辣椒素改变了肠道微生物群，促进了5-氨基庚二酸（5-ALA）的生成，这有助于血红素的合成并改善了血糖控制。在GF小鼠中补充Akkermansia muciniphila、Ligilactobacillus murinus或5-ALA可以再现辣椒素的血糖改善效果。此外，辣椒素还能富集Akkermansia muciniphila，进而促进Ligilactobacillus murinus的生长。

结论

辣椒素引起的肠道微生物群变化促进了5-ALA的合成，从而改善了血糖控制。这些发现表明，针对肠道微生物群（尤其是Akkermansia muciniphila和5-ALA）的饮食或益生菌干预可能为管理血糖疾病（包括2型糖尿病（T2D）提供有希望的策略。

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