震撼发布!吉林农大&沈阳农大联手揭示:灵芝多糖优化肠道菌群,有效抵御动脉硬化侵袭!

2025-03-25 梅斯循证中医药 MedSci原创 发表于陕西省

研究论文探讨了GTP-2抗AS的相关作用机制。

心血管疾病(CVD)每年导致约1790万人逝世,占全球死亡总数的32%,是全球主要的致死因素之一。特别值得注意的是,在中国,每五例死亡中就有两例与心血管疾病相关。动脉粥样硬化(AS)作为一种严重的心血管疾病,其发病率和死亡率均较高,主要表现为局部动脉壁的炎症反应和脂质沉积。

在AS的发展过程中,慢性炎症反应是最重要的环节,涉及多种炎症细胞的浸润以及促炎因子的释放。炎症微环境进一步促进了血管平滑肌细胞的增殖和脂质的沉积,从而导致AS斑块的形成。与此同时,巨噬细胞被吸引至AS病变区域。为了有效对抗AS,临床干预的主要目标是控制高血压和高脂血症,并调节止血机制

灵芝具有抗氧化、免疫调节、抗糖尿病、抗癌和抗炎等多重药理活性,从灵芝中提取的三种药物样化合物展现出显著的抗炎作用,通过抑制丝裂原活化蛋白激酶信号通路,对改善AS具有积极效果。从灵芝子实体中分离并纯化出的水溶性灵芝酸性多糖(GTP-2),在改善血脂水平的同时,也提升了高密度脂蛋白的血清水平。此外,GTP-2减轻了AS病变,并降低了炎性细胞因子的水平

日前,一篇名为“Acidic polysaccharide from Ganoderma tsugae: Structural characterization and antiatherosclerotic related to macrophage polarization”的研究论文探讨了GTP-2抗AS的相关作用机制。

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图1 论文首页

GTP-2减轻ApoE-/-小鼠的炎症及致AS表型

首先,研究对GTP-2在ApoE-/-小鼠动脉斑块形成中的治疗效果进行了评估(图2A)。结果显示,经空白处理的ApoE-/-小鼠相较于对照组小鼠表现出更严重的AS病变,经RC和GTP-2处理后,病变显著减少(图2B)。血脂水平测定结果显示,与对照组相比,未经治疗的ApoE-/-小鼠的总胆固醇(TC)水平上升了3.76倍(p<0.001)(图2C),甘油三酯(TG)水平上升了18.39倍(p<0.001)(图2D),低密度脂蛋白(LDL)水平上升了8.17倍(p<0.001,图2E),而高密度脂蛋白(HDL)水平下降了37.3%(p<0.001)(图2F)。

相反,RC和GTP-2处理显著降低了血清中的TC、TG和LDL水平,降幅超过25.2%(p<0.001)(图2C-E),并使HDL水平提升了16.2%以上(p<0.01)(图2F)。与对照组相比,未经处理的ApoE-/-小鼠在内脏白色脂肪组织(eWAT)、皮下白色脂肪组织(pWAT)和间质白色脂肪组织(iWAT)中的脂肪细胞体积较大,而经RC和GTP-2处理后,这种体积增大现象得到了逆转。根据血清和主动脉组织细胞因子水平的测定结果,GTP-2治疗的ApoE-/-小鼠的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-1β(IL-1β)水平较低,而白细胞介素-10(IL-10)水平较高(图2G-N)。

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图2 GTP-2改善ApoE-/-小鼠的炎症

GTP-2调节ApoE-/-小鼠的肠道微生物群

研究旨在通过测定肠道微生物群的组成,评估GTP-2对ApoE-/-小鼠的影响。维恩图分析表明,三个实验组共有的操作分类单元(OTU)为170个。在对照组、空白组以及接受GTP-2治疗的ApoE-/-组中,分别鉴定了2548个(占86.69%)、812个(占56.62%)和662个(占55.86%)独特的OTU(图3A),这揭示了肠道微生物群组成之间存在显著差异。主坐标分析进一步证实了三组肠道微生物群整体结构的特定分离(图3B)。在门水平上,GTP-2的使用降低了厚壁菌门的丰度,并纠正了高脂饮食(HFD)导致的肠道微生物群失衡(图3C)。GTP-2治疗逆转了乳杆菌丰度的下降趋势。同时,GTP-2治疗组中Akkermansia的丰度显著增加(图3D)。

此外,线性判别分析效应大小(LEfSe)分析揭示了拟杆菌比例在三组之间的差异,其中Deltaproteobacteria是ApoE-/-组中最具特异性的优势节点。变形杆菌、Verrucomicrobiae、Erysipelotrichales、Subdoligranulum、Allobaculum、Akkermansia在GTP-2治疗组中表现出富集现象(p<0.01,LDA>2.0)(图3E)。

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图3 GTP-2调节ApoE-/-小鼠的肠道微生物群

GTP-2调节ApoE-/-小鼠血清中代谢物的水平

主成分分析(PCA)图揭示,GTP-2显著影响了ApoE-/-小鼠体内的代谢物水平。依据VIP评分大于2.0以及p值小于0.05的标准,三组样本中存在显著差异的代谢物共有29种(图4A)。进一步分析显示,与未经处理的ApoE-/-小鼠相比,经GTP-2处理的小鼠体内有6种代谢物的水平上升,而15种代谢物的含量下降。GTP-2处理后,与鞘脂信号通路、胆汁分泌、ABC转运蛋白以及氯环己烷和氯苯降解相关的20条代谢途径亦出现变化(图4B)。值得注意的是,十八烷酸水平与心血管疾病风险的增加存在关联。ApoE-/-小鼠血清中十八烷酸含量显著升高(p<0.001),然而GTP-2处理后该含量降低了18.1%(p<0.01)(图4C-D)。

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图4 GTP-2调节ApoE-/-小鼠的血清代谢物水平

GTP-2调节ApoE-/-小鼠AS病变中巨噬细胞的表型变化

在斑块发展的各个阶段,不同种类的巨噬细胞发挥着关键性作用。CD86与CD206分别作为M1型和M2型巨噬细胞的标志物。相较于未处理的ApoE-/-对照组,GTP-2处理组的主动脉样本中CD86荧光强度有所下降,这暗示GTP-2能够有效地诱导巨噬细胞表型的转变,即从M1型向M2型的转变(图5A-B)。进一步地,GTP-2显著提升了CD206荧光强度,表明其在巨噬细胞极化过程中扮演了直接角色。与未处理的ApoE-/-小鼠相比,GTP-2处理后的小鼠在CD68和CD86表达上有所降低,而CD206表达则有所增加(图5C)。

此外,在未经处理的ApoE-/-组中,与对照组相比,主动脉中P-NF-κB、P-IKK、TNF-α、IL-1β和IL-6的表达水平分别上升至184.3%、165.6%、169.7%、278.8%和245.7%,而IL-10的表达水平则降低至38.4%;GTP-2显著逆转了这些表达水平的变化(图5D)。综合这些结果,可以得出结论,GTP-2能够减少NF-κB通路蛋白的表达,并抑制巨噬细胞向M1型的极化

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图5 GTP-2调节ApoE-/-小鼠AS中巨噬细胞表型的改变

结论

总之,GTP-2能够减轻动AS病变,并降低炎性细胞因子的水平GTP-2对肠道微生物群和代谢谱产生影响,通过抑制NF-κB信号通路,抑制巨噬细胞的极化和炎症反应,从而缓解AS

参考文献:

Zhang X, Liu S, Kong F, Shu L, Li Y, Wang D, Li L. Acidic polysaccharide from Ganoderma tsugae: Structural characterization and antiatherosclerotic related to macrophage polarization. Food Res Int. 2025 Feb;203:115913. doi: 10.1016/j.foodres.2025.115913

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