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金针菇在缓解代谢性疾病、促进机体健康方面具有较高的营养和药用价值。金针菇菌根,是金针菇产业的副产物,来源丰富,却较少受到关注。目前关于金针菇菌根的化学和结构组成,生物利用率及其对高脂饮食诱导的代谢紊乱的影响仍不清楚。
2022年9月16日,来自上海交通大学农业与生物学院的徐建雄团队在 Nutrients 期刊发表文章,介绍金针菇菌根的成分、多糖的结构性质特点及其对高脂饮食诱导小鼠肝脏和脂肪组织脂质紊乱、氧化应激和炎症细胞因子的影响。
研究背景
肥胖是一个世界性的健康问题。肥胖会增加患代谢性疾病的风险,如2型糖尿病、脂肪肝和高血压,造成严重的医疗和经济负担。近年来,植物提取物和植物化学物质在预防和缓解肥胖等代谢性疾病预防方面引起了广泛关注。金针菇富含丰富维生素、酚、多糖和矿物质等化合物,具有抗氧化、免疫调节、降低胆固醇等多种生物活性。金针菇菌根,是金针菇产业化的副产物,作为功能性食品的应用也受到越来越多的关注。
由于菌菇不同的部位具有不同的化学成分和结构特征,如多糖结合、溶解度和抗氧化活性等,导致其吸收和代谢存在差异。目前关于金针菇菌根的化学组成、结构性质特点及其对高脂饮食诱导小鼠代谢紊乱的影响还不清楚。因此,本研究旨在探讨金针菇菌根的组成及其对高脂饮食诱导的小鼠肝脏和肾周脂肪组织的脂质紊乱、氧化应激和炎症的影响。
研究结果与过程
图1所示,金针菇菌根中含有丰富的微量元素,8种必需氨基酸和各种非必需氨基酸,但未检测到半胱氨酸,富含氨基酸衍生物和生物胺,但未检测到亚精胺,非靶代谢组学共鉴定出945个化合物,包括有机酸及其衍生物、脂类及类脂分子、有机杂环化合物、有机氧化合物等。多糖结构组成包括葡萄糖、半乳糖、甘露糖等各种单糖和糖醛酸,其中以葡萄糖最为丰富。离子色谱分析其具有典型的多糖的3个特征吸收峰,分别为:O-H、C-H和C=O吸收峰,该多糖具有较宽的分子量分布。
图1. 金针菇菌根组成和多糖的性质
如图2所示,与HFD相比,金针菇菌根显著降低了鼠采食量,改善HFD诱导的肝脏结构损伤,降低肝脏器官指数,降低了血浆TG含量和ALT活性,结果表明,金针菇菌根可缓解HFD诱导的小鼠脂质紊乱和肝功能障碍。
图2. 金针菇菌根对对高脂诱导小鼠体重、采食量、肝脏组织病理学和血脂的影
图3所示,在肝脏中,与CON相比,HFD显著降低CD36、ATGL、CPT1α、MACD和Acaca的基因表达,而HFDFV显著提高了CD36、ATGL、CPT1α和MACD的基因表达。肝脏FASN表达降低。在肾周脂肪组织中,与HFD组相比,HFDFV显著降低了SREBP1、FASN和Acaca基因的表达。这些结果表明,金针菇菌根促进脂肪酸在肝脏中的转运、水解和β-氧化,抑制脂肪酸在肝脏和肾脏脂肪组织中的合成。
图3. 金针菇菌根对高脂日粮诱导小鼠肝脏和脂肪组织脂质转运、代谢、氧化和合成及线粒体生物发生基因的影响
图4所示,与CON相比,HFD在正、负离子模型下鉴定出167种差异代谢物。与CON相比,血浆脂肪酸如棕榈酸 (C16:0) 和16-羟基六烯酸,不饱和脂肪酸如亚油酸 (C18:2)、花生四烯酸 (C20:4)、14、17、20、23、26、29-多三碳六烯酸 (14z、17z、20z、23z、26z、29z)-、顺式-7、10、13、16-二十二碳四烯酸、顺式-δ2-11-甲基十二烯酸、HFD组9-羟基-10、12-十八碳二烯酸、12s-羟基-5z、8z、10e、14z-二十碳四烯酸、Gln、Glu、Asn、Ile、牛磺酸、Thr、Met、Arg、Pro等氨基酸增加,肉豆肉酸(C14:0)、肉豆油酸、五烷酸 (C15:0)、二十碳烯酸 (C20:1) 减少,提示HFD组小鼠血浆脂肪酸紊乱,氨基酸增加。KEGG通路显示HFD影响通路涉及蛋白质消化吸收、ABC转运蛋白、肿瘤中心碳代谢等。
图4. 非靶向代谢组学测定血浆差异代谢物
表1所示,与HFD组相比,金针菇菌根组在负离子和正离子模型下鉴定出39种差异代谢物,降低了HFD诱导的血浆脂肪酸,如亚油酸 (C18:2) 和顺式-δ2-11-甲基十二烯酸,表明添加FV菌根可以有效抑制HFD诱导的小鼠脂肪酸紊乱。
表1. 正、负离子模式下HFD组和金针菇菌根组差异代谢物的鉴定
研究总结
本研究表明,金针菇菌根富含多种营养成分,包括丰富的微量元素、多糖、氨基酸及其衍生物和有机小分子化合物,可减轻高脂饮食诱导的血浆和肝脏脂质紊乱,抑制小鼠肝脏和肾周组织的脂质合成,表明金针菇菌根有潜力应用于功能食品和中草药。
原文出自 Nutrients 期刊:https://www.mdpi.com/1833280
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/nutrients
Nutrients 期刊介绍
主编:Maria Luz Fernandez, University of Connecticut, USA; Lluis Serra-Majem, University of Las Palmas de Gran Canaria, Spain
期刊主题涵盖常量营养素、微量营养素、生物活性营养素、运动营养、公共卫生和饮食相关疾病等学科领域。
2023 Impact Factor:4.8
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