非酒精性脂肪肝的发病率逐年提高并有低龄化趋势,有报告显示我国目前成人患病率为15%-25%,已成为超越病毒性肝炎的第一大肝病。迄今,脂肪肝仍缺乏一些特效的药物,虽然有一些保肝、降酶、降血脂等对症处理的药物,但大多伴随着不良的副作用,所以更加安全健康的非药物疗法相继提出,其中包括益生菌的使用。已报道植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)可以促进肠道菌群平衡、缓解代谢综合征和免疫调节等多种功能,但植物乳杆菌对缓解高血脂、肥胖、脂肪肝等疾病的作用机制尚不明确,同时存在菌株特异性。其次,植物乳杆菌对肠道菌群向宿主代谢稳态的潜在调节机制,以及肠道菌群,肠道菌群代谢物与肝脏代谢物之间的关系仍知之甚少。针对植物乳杆菌对小鼠肝脏脂代谢的调控与作用机制,本论文主要从以下六个试验开展相关的研究。试验一:体外评价11株植物乳杆菌耐胃酸耐胆盐、降胆固醇以及黏附性等特性,综合筛选出两株降脂黏附性能良好的植物乳杆菌FRT4和FRT10。试验二:FRT4与FRT10在细胞水平上进行降脂效果验证及机制研究。利用油酸构建Hep G2细胞脂质变性模型,结果发现FRT4和FRT10干预显著降低肝细胞中的甘油三酯含量,下调脂质合成基因SREBP-1,ACC和FAS,以及炎症因子TNF-α和IL-6在m RNA水平的表达。试验三:FRT4和FRT10是否能够在体内缓解脂质的积累尚不清楚,因此,以FRT4与FTR10为出发菌株,进一步在模型小鼠上进行实验。通过8周高脂饮食诱导非酒精性脂肪肝小鼠建模,实验分为正常对照组(CT),高脂饮食模型组(HF),FRT4高剂量处理组(HF4H,5×109 CFU/m L),FRT4低剂量处理组(HF4L,5×108 CFU/m L),FRT10高剂量处理组(HF10H,5×109 CFU/m L),FRT10低剂量处理组(HF10L,5×108 CFU/m L),每天分别灌胃相应剂量的植物乳杆菌,持续8周。结果表明,FRT4和FRT10干预显著降低小鼠体重、体增重、肝重、脂肪重、血清胆固醇、甘油三酯和肝组织ALT水平以及肝组织病理学都有明显的改善作用(p<0.05)。进一步的机制研究表明,与HF组相比,FRT4和FRT10都能在m RNA水平上调肝脏β-氧化基因CPT1α和下调脂质合成相关基因SREBP-1和DGAT1基因的表达,增强结肠紧密连接蛋白ZO-1,Occludin和Claudin-1以及减少内毒素受体TLR4以及肝中炎症因子IL-6在m RNA水平上表达。此外,FRT10增加胆汁酸合成限速酶基因CYP7A1的表达,可通过激活PPARα/CPT1α通路缓解小鼠肥胖。这些结果表明,FRT4与FRT10都可作为一种单一的益生菌制剂,用于饮食干预缓解肥胖。试验四:针对肝脂质代谢物的变化,利用代谢组对肝脏组织进行分析。结果表明,与正常饮食组相比,高脂饮食导致肝中甘油磷脂中间代谢物choline、glycerophosphocholine、phosphporylcholine、cytidine 5’-diphosphocholine、sn-glycerol 3-phosphoethanolamine以及ophosphoethanolamine显著升高(p<0.05)。FRT4干预后显著降低choline、glycerophosphocholine、phosphporylcholine、o-phosphoethanolamine的含量(p<0.05)。代谢通路分析显示,甘油磷脂代谢是密切参与FRT4缓解NAFLD机制的潜在靶通路。FRT10缓解NAFLD通路分析显示主要在甘油磷脂代谢,半乳糖代谢,蛋白消化和吸收路径中起作用。试验五:为了探究FRT4与FRT10缓解NAFLD是否与调控肠道微生物有关,本研究对盲肠内容物进行16S r RNA基因高通量测序。结果表明,与正常对照组相比,高脂饮食引起肠道微生物在厚壁菌门和拟杆菌门发生显著的变化(p<0.05)。FRT4与FRT10都能显著改变肠道微生物的组成(p<0.05)。FRT4诱导了肠道菌群在结构和关键系统类型上发生不同变化。与高脂组相比,FRT4干预使Alistipes、Intestimonas、Butyicicoccus和Butyricimonas属的相对丰度显著增加(p<0.05),Oscillibacter和Lachnoclostridium相对丰度显著减少(p<0.05)。Spearman方法对肠道微生物与肝脏代谢产物关联分析显示,一些特定的菌属与甘油磷脂代谢产物具有显著的相关性(p<0.05)。FRT10显著调节高脂饮食诱导的肠道菌群失调,显著增加Butyricicoccus、Butyricimonas、Odoribacter和Alistipes,显著降低Desulfovibrionaceae、Roseburia和Lachnoclostridium。这些结果表明,FRT4和FRT10都可改善高脂饮食所导致的肠道菌群紊乱,从而缓解肥胖和肝脏的脂质异常。试验六:肠道代谢物在“肠-肝”轴中起着关键的作用。为了探究肠道微生物所引起代谢物变化,利用代谢组对盲肠内容物进行分析。结果表明,代谢物质主要参与到甘油磷脂代谢,脂肪酸代谢,初级胆汁酸合成和胆汁分泌等途径,其中,高脂饮食使脂质,小肽等显著增加(p<0.05),FRT4和FRT10干预后,某些脂质和小肽显著减少(p<0.05)。肠道差异代谢物与差异菌属相关性分析显示Lyso PC(18:1(9Z))与Dorea和Enterorhabdus呈正相关(p<0.05),与Bacteroides,Bilophila,Butyricimonas和Intestinimonas呈负相关(p<0.05)。这些结果表明肠道菌群结构及多样性发生显著变化引起了肠道内容物发生显著变化。此外,肠道代谢物与肝代谢物关联路径分析显示植物乳杆菌降脂主要在甘油磷脂代谢路径起作用。综上所述,本研究通过降胆固醇,黏附性以及在脂质变性Hep G2细胞上评价实验,综合筛选出2株植物乳杆菌FRT4与FRT10。利用高脂饮食构建非酒精性脂肪肝小鼠模型,FRT4与FRT10都能缓解肥胖以及高脂饮食所导致的脂质异常。从生长性能、生理生化指标、肝病理组织学观察、脂质相关基因的表达、肝脏代谢物组成、肠道微生物的组成以及肠道代谢物组成等多组学研究,结果表明植物乳杆菌干预后肠道菌群结构及多样性发生显著变化,引起了肠道内容物发生显著变化,进而通过“肠-肝”轴影响肝脏中脂质代谢,从而更全面了解植物乳杆菌降脂作用机制,对预防和治疗脂肪肝都具有重要意义。