Challenging to resolve the paradox in anthocyanin function: Study on the interactions between anthocyanin and gut microbiome

解决花青素功能悖论的挑战：花青素与肠道微生物相互作用的研究

基本信息

批准号：
20K05928
负责人：
侯徳興
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アントシアニンは胃・小腸での吸収率は極めて低く、生体での機能性を説明できない。本研究はアントシアニンと腸内細菌との相互作用を解析すると共に生じた生理機能を明らかにし、アントシアニンの低生体利用率と高機能性の矛盾を解明する。初年度はアントシアニンの腸内細菌叢への影響を明らかにするため、ブルーベリーアントシアニン抽出物（BA）を研究材料に用いた。動物実験は鹿児島大学における動物実験に関する規則に従い実施した。異なる食事状態を模擬するため、5 週齢のマウスに標準食(ND)及び過剰栄養食(WD)を設定し、その上にそれぞれBAを添加し3か月間飼育した。その結果、アントシアニンはWDでもたらした脂質代謝異常・肝機能障害・酸化ストレス及び腸細菌叢の乱れ等を改善した。3年目はこれらの効果の作用機構を明らかにするため、BA、その主要な代謝産物PGA及びPCAをそれぞれの比例でWDに添加し、同様に3か月間飼育した。その結果、PGAやPCAは、WDでもたらした脂質代謝異常・肝機能障害・酸化ストレスを同様に改善したが、腸内細菌叢に対してはBAが特定の腸内細菌を影響することに対して、PGAやPCAは腸内細菌叢の菌間ネットワークを変化させることで腸内環境を改善することが明らかになった。３年目は動物実験で菌数比が大きく変化が見られた腸内細菌に対して、体外培養でその効果を直接解析した。BA、PGAやPCAはこれらの腸内細菌を直接的に増殖させず、胆汁酸ストレス下で培養すると、抑制された腸内細菌の増殖を回復させ、動物実験と同じ傾向を示した。従って、アントシアニンは主に大腸内に到達しPCAやPGA等へ分解され、腸内細菌A.muchiniphila、B.acidifaciensやParabacteroides等に作用し、過剰栄養による脂質代謝異常・肝機能障害・酸化ストレス等を改善することが明らかになった。

花青素在胃和小肠中的吸收率极低，无法解释其在生物体内的功能。本研究将分析花青素与肠道细菌的相互作用，阐明其发生的生理功能，阐明花青素的低生物利用度与高功能性之间的矛盾。第一年以蓝莓花青素提取物（BA）为研究材料，阐明花青素对肠道菌群的影响。动物实验按照鹿儿岛大学动物实验规则进行。为了模拟不同的饮食条件，给5周龄的小鼠喂食标准饮食（ND）和添加BA的超营养饮食（WD），并饲养3个月。结果，花青素改善了 WD 引起的脂质代谢异常、肝功能障碍、氧化应激和肠道菌群紊乱。第三年，为了阐明这些作用的作用机制，将BA及其主要代谢物PGA和PCA按各自的比例添加到WD中，并以相同的方式饲养动物3个月。结果表明，PGA和PCA同样改善了WD引起的脂质代谢异常、肝功能障碍和氧化应激，但BA对特定肠道细菌有影响，而BA对肠道菌群有影响。通过改变肠道菌群的细菌网络来改变肠道环境。第三年，我们直接分析了体外培养对肠道细菌的影响，动物实验中细菌种群比例发生了显着变化。 BA、PGA和PCA并不直接增殖这些肠道细菌，但在胆汁酸应激下培养时，它们恢复了肠道细菌受抑制的生长，表现出与动物实验中相同的趋势。因此，花青素主要到达大肠，分解为PCA、PGA等，作用于A. muchchiniphila、B.acidifaciens、Parabacteroides等肠道细菌，引起脂质代谢异常、肝功能障碍、氧化应激等。据透露，由于营养过剩，它可以改善。