项目文章| 心血管顶刊Circ Res:【咸】死肠道菌群！高盐饮食诱导高血压的重磅新机制被发现
2020-05-25
中科新生命
4069在中国，近一半的成年人患有高血压。高盐饮食是高血压的重要危险因素之一。据报道，肠道菌群与高盐性高血压有关，然而具体机制尚未完全阐明。
山东大学齐鲁医院及省立医院的研究团队近期在Circulation Research（IF=15.862）发表的一项最新研究，利用16S+ qPCR+高分辨代谢组+qRT-PCR，系统研究了肠道菌群介导高盐饮食(HSD)诱导高血压产生的机制。中科新生命提供了高分辨代谢组服务。
研究材料
高盐饮食（HSD组）和正常饮食（Control组）喂养的Wistar雄性大鼠、C57BL/6小鼠 粪便、结肠组织高血压患者粪便
技术方法
16S（菌群组成分析技术）、高分辨代谢组、qPCR（菌群丰度验证技术）、qRT-PCR(mRNA表达水平分析)、粪便移植技术
研究路线
研究结果
1. 初判因果：肠道菌群失调促进高盐诱导的高血压
与正常饮食（Control组）相比，高盐饮食（HSD组）喂养的Wistar雄性大鼠，体重没有显著差异，4周时达到高血压。粪便移植实验结果发现，移植正常血压的HSD大鼠血压降至接近正常水平；移植高血压的Control组，血压升高。提示肠道菌群在高盐诱导的高血压发生发展中起着关键作用，是病因之一。
2. 菌群组成分析：高盐饮食引起的肠道菌群组成和功能变化
16S分析肠道菌群组成，结果表明HSD组大鼠肠道生物失调。Firmicutes/Bacteroidetes比率显著升高。肠道菌群之间相关性的变化表明，HSD可能严重干扰肠道菌群间的共生关系。与血压的相关性分析表示大多变化的肠道菌群与血压呈强负相关，其中，乳酸杆菌和类杆菌是最丰富的两种细菌，可能发挥更重要的作用。PICRUSt功能预测分析表明HSD组包括细菌对上皮细胞的侵袭、类固醇激素的生物合成和甘油脂代谢等途径都显著富集。
3. 菌群代谢谱分析：高盐饮食显著改变肠道菌群的代谢谱
肠道菌群的许多代谢物作为微生物-宿主的桥梁，可以影响肠道内的宿主生理和/或进入血液。高分辨代谢组学对大鼠粪便样品进行分析，结果表明高盐饮食显著改变肠道菌群代谢谱。差异的代谢物包括氨基酸衍生物、胆汁酸、脂质、脂肪酸、糖皮质激素和吲哚衍生物等许多由肠道细菌直接产生或调节的。
4. 相关性分析筛选关键菌
肠道菌群、血压和代谢物之间存在显著相关性。HSD组肠道皮质酮浓度升高了4.4倍，与Bacteroides等菌呈显著负相关，与血压显著正相关。研究人员认为Bacteroides减少引起的皮质酮水平升高可能与高盐诱导的高血压密切相关。
5. 关键菌（B．fragilis）功能验证：抑制高盐饮食诱导的肠源性皮质酮的产生
Bacteroides与血压关系最密切的肠道菌。研究团队选择Bacteroides菌株：B. fragilis YCH46进行分离培养。qPCR结果进一步证实了HSD大鼠和高血压患者粪便中B. fragilis YCH46显著减少。
代谢组学和ELISA结果显示HSD大鼠肠道皮质酮水平显著升高， 相关分析表明，Bacteroides与肠道皮质酮水平呈显著负相关。在HSD喂养的C57BL/6小鼠观察到的一致的现象。喂食B. fragilis YCH46可逆转这一现象。也就是说，B. fragilis有效地抵消了HSD对肠道皮质酮代谢的影响，显著降低了肠道皮质酮的产生水平。
6. 关键代谢物(由关键菌产生)功能验证：Bacteroides产生的AA（花生四烯酸）抑制了肠内皮质酮的产生
二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）和AA三种肠道代谢物与皮质酮水平和血压呈显著负相关，与Bacteroides呈显著正相关。进一步表明，EPA和DHA对肠道皮质酮生成没有显著影响，而AA却能通过调节皮质酮合成途径中的关键酶，显著降低HSD引起的肠道皮质酮分泌增加。喂食B. fragilis YCH46，AA浓度明显升高，说明AA是由Bacteroides产生的。此外，高血压患者粪便中AA也显著降低，这与大鼠粪便的代谢组学结果一致。结果表明，Bacteroides能产生AA抑制肠内皮质酮合成，减轻HSD引起的肠内皮质酮升高，从而发挥降压作用。
小编总结
本研究采用16S+ qPCR+高分辨代谢组+qRT-PCR研究了肠道菌群介导高盐饮食诱导高血压产生的机制。研究结果表明高盐饮食通过改变肠道菌群的组成及代谢，减少脆弱拟杆菌（Bacteroides），从而提升皮质酮水平以促进高血压。B.fragilis及其代谢产物AA可预防HSD的不良反应。这一研究丰富了对肠道菌群功能及其对高血压的影响的认识。
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