益生菌改善肥胖发生并调节兔及其后代肠道菌群

《Journal of Functional Foods》:Probiotics improve obesity development and modulate gut microbiota in rabbits and their offsprings

【字体: 时间:2026年05月20日 来源:Journal of Functional Foods 4

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  肥胖是一种慢性疾病,近几十年来被视为全球性流行病及重大公共卫生问题,可引发心血管疾病、高血压及糖耐量受损、高胆固醇血症等代谢异常。肥胖亦伴随肠道菌群失调,这可能促进代谢紊乱的发生。研究人员假设,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)299

  
肥胖是一种慢性疾病,近几十年来被视为全球性流行病及重大公共卫生问题,可引发心血管疾病、高血压及糖耐量受损、高胆固醇血症等代谢异常。肥胖亦伴随肠道菌群失调,这可能促进代谢紊乱的发生。研究人员假设,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)299 V与动物双歧杆菌乳酸亚种(Bifidobacterium animalissubsp. lactis)BB?12两种益生菌株或可改善肥胖兔及其后代的肥胖发展并调节肠道菌群。实验结果显示,对肥胖成年兔施用上述益生菌后,自给药第15天起体重、体重指数(BMI,kg/m2)及肠道菌群呈现改善趋势,表现为Patescibacteria门丰度显著升高,Bacteroidota门丰度呈上升趋势,Firmicutes门丰度下降。此外,不同益生菌株在体重、BMI改善及菌群组成调控方面的作用存在差异。亲代与子代间细菌序列相似性提示菌株可能由亲代传递至子代,其中摄食植物乳杆菌299 V的肥胖兔所产后代肠道菌群多样性高于其他组。结果初步表明,益生菌可通过菌株特异性作用有益调节兔及其后代的肠道菌群,支持未来更大规模研究中测试复合益生菌方案的必要性。
本研究发表于《Journal of Functional Foods》,针对全球肥胖流行及肠道菌群在代谢疾病中的作用展开。肥胖不仅导致心血管及代谢异常,还与肠道微生物多样性降低及菌群结构失衡密切相关。现有研究显示,特定益生菌如乳杆菌属(Lactobacillus)与双歧杆菌属(Bifidobacterium)可在多种模型中改善肥胖表型,但关于其对亲代及子代菌群垂直传递影响的研究仍有限。研究人员以ITELV2006品系兔为模型,利用高脂高能量的自助餐饮食(cafeteria diet)诱导肥胖,并分别给予植物乳杆菌299 V与动物双歧杆菌乳酸亚种BB?12干预,评估其对体重、BMI及肠道菌群的影响,同时追踪子代的菌群变化。
关键技术方法包括:采用ITELV2006品系兔建立高脂饮食诱导肥胖模型;设置健康对照组与肥胖对照组,并在肥胖组中分别补充两种益生菌;通过粪便样本收集与保存,提取基因组DNA并扩增16S rRNA基因V3?V4区进行高通量测序;使用FROGS流程进行序列处理与注释,结合α多样性与β多样性分析及差异丰度检验(DESeq2)进行统计学比较;子代实验通过配对繁殖并采集后代粪便进行菌群分析。
3.1 实验一
3.1.1 肥胖、形态计量参数与肠道菌群
高脂饮食14周后,肥胖组体重与BMI显著高于健康对照组,雌兔体重与BMI均高于雄兔。菌群α多样性呈下降趋势,β多样性虽未达显著差异,但组间群落结构分离明显。肥胖组Patescibacteria门丰度显著降低,Oscillospiraceae、Saccharimonadaceae与Tannerellaceae科丰度下降,Staphylococcaceae与Aerococcaceae科丰度上升,Bifidobacteriaceae科缺失,部分Akkermansia序列在肥胖组中消失或出现新的序列类型。
3.1.2 益生菌干预后的变化
益生菌干预第15至30天,摄菌组体重与BMI较肥胖对照组呈下降趋势,雌兔仍高于雄兔。α多样性略有上升,β多样性显示益生菌组与健康对照组群落结构差异明显。植物乳杆菌组Patescibacteria门丰度显著回升,两组Bacteroidota/Firmicutes比值呈改善趋势,Proteobacteria门丰度下降。在科水平,Eubacteriaceae、Saccharimonadaceae及Oscillospiraceae丰度增加,Staphylococcaceae在植物乳杆菌组完全消失。ASV分析显示益生菌组有益菌属(如BacteroidaceaeAkkermansiaceae)丰度升高,致病菌属减少。
3.2 实验二
3.2.1 子代体重与肠道菌群
子代体重无显著差异,但摄食动物双歧杆菌BB?12的母兔后代体重略低。子代菌群α多样性在益生菌组显著低于对照组,β多样性显示植物乳杆菌组与其他组差异显著。植物乳杆菌组子代Firmicutes丰度显著降低,Bacteroidota与Verrucomicrobiota丰度升高;动物双歧杆菌组子代Patescibacteria与Actinobacteriota丰度较低。ASV分析显示,益生菌组子代有益菌序列丰度增加,且部分序列与亲代相同,提示可能存在菌群垂直传递。
讨论与结论
本研究结果表明,高脂饮食诱导的肥胖伴随肠道菌群失调,而植物乳杆菌299 V与动物双歧杆菌乳酸亚种BB?12可部分逆转这种失调,并通过菌株特异性机制改善宿主代谢指标。子代菌群结构与亲代存在相似性,提示益生菌可能通过垂直传递影响后代菌群组成。鉴于样本量较小,结果为探索性发现,未来需扩大样本验证。研究支持复合益生菌或合生制剂在肥胖防治中的应用潜力,并提示孕期及哺乳期益生菌干预可能对后代代谢健康产生积极影响。
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