【Mol Nutr Food Res封面文章】啤酒花类黄酮靶向肝-脑轴改善小鼠脂代谢和认知功能

【题目及作者】

Targeting the Liver‐Brain Axis with Hop‐Derived Flavonoids Improves Lipid Metabolism and Cognitive Performance in Mice

啤酒花类黄酮靶向肝脑轴改善小鼠脂代谢和认知功能

Molecular Nutrition and Food Research 

(IF: 5.309，Top期刊) 

近期，国际期刊Molecular Nutrition and Food Research发表的一项研究（DOI: 10.1002/mnfr.202000341）中，美国俄勒冈州立大学的研究人员使用啤酒花中得类黄酮物质xanthohumol (XN), α,β‐dihydroxanthohumol (DXN), and tetrahydroxanthohumol (TXN),治疗的同一小鼠的肝脏进行了全局脂质体和胆汁酸分析，以确定它们对肝脏脂质和胆汁酸组成的影响。此外，为了确定与先前研究中观察到的改善海马依赖的学习和记忆相关的机制，研究人员还分析了这些小鼠的海马鞘脂含量（点击左下角“阅读原文”，直达文献页面）。

【摘要部分】

范围

包括神经酰胺在内的鞘脂与肥胖和胰岛素抵抗的发病机制有关。相应地，抑制促炎和神经毒性神经酰胺的积聚可防止肥胖介导的胰岛素抵抗和认知障碍。越来越多的证据表明，法尼醇X受体（FXR）参与了神经酰胺的代谢，因为胆汁酸-FXR的串扰控制着沿肠肝轴的神经酰胺水平。作者先前曾报道说，FXR激动剂黄嘌呤酚（XN）是蛇麻草（Humulus lupulus）中主要的烯丙基黄酮类化合物及其氢化衍生物α，β-二氢黄腐酚（DXN）和四氢黄腐酚（TXN），改善了肥胖症引起的胰岛素抵抗，高脂饮食的小鼠的认知和认知障碍。

方法与结果

为了更好地了解类黄酮如何同时改善肝脏中的脂质和胆汁酸谱，分析了海马中鞘脂的相对丰度，并将其与代谢和神经认知功能联系起来。XN，DXN和TXN（每天30 mg kg-1 BW）降低肝脏和海马体中神经酰胺的含量；后者与改善空间学习和记忆能力有关。另外，XN，DXN和TXN通过增强胆汁酸的从头合成来降低肝胆固醇含量。

结论

这些观察结果表明，XN，DXN和TXN可以通过靶向肝脑轴来减轻肥胖引起的代谢和神经认知功能障碍。

成果介绍

研究人员对喂食HFD的对照组小鼠和喂食含有XN、DXN或TXN的HFD的实验组小鼠的肝组织进行了全局脂质组学分析。检测到的负电离和正电离模式下的特征中，共有148种脂类。肝脂谱的偏最小二乘判别分析模型显示对照组和治疗组之间有明显的分离如上图。系统聚类法显示，15个测得的脂质亚类中有9个对黄酮类化合物的反应呈聚集性，且从XN到DXN，再到TXN，与对照组相比逐渐降低。这一簇包括溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)、溶血磷脂酰胆碱(LPC)、溶血磷脂酰肌醇(LPI)、胆固醇、胆固醇酯(CE)、神经酰胺(Cer)、鞘氨醇(Spha)、鞘氨醇(Spho)和甘油三酯(TG)。在其余6个脂质亚类中，治疗组二甘油酯(DG)和磷脂酰丝氨酸(PS)的聚集值高于对照组。   

XN、DXN和TXN诱导高脂饲料小鼠神经酰胺代谢相关基因的表达   

研究人员测定了XN、DXN和TXN处理后高脂饲料喂养的小鼠肝脏中神经酰胺合成和降解相关基因的表达。DXN和TXN处理的小鼠的基因表达谱与XN处理的小鼠不同。XN则使神经酰胺合成相关的鞘磷脂δ脱饱和酶2(Degs2)、神经酰胺合成酶(cers2、cers4、cers5、cers6)、鞘磷脂合成酶(smpd1、smpd3、smpd4)、鞘磷脂合成酶基因(sgms1、sgms2)等13个基因中的10个表达增加。在肝脏中，DXN和TXN均可诱导丝氨酸棕榈酰转移酶基因(Sptlc1)和Smpd4(Tabl1)的表达。综上所述，与DXN和TXN相比，XN诱导神经酰胺代谢相关基因的表达存在差异。 

以上结果表明，用啤酒花中得类黄酮物质xanthohumol (XN), α,β‐dihydroxanthohumol (DXN), and tetrahydroxanthohumol (TXN),可能通过靶向肝-脑轴来减轻肥胖引起的代谢和神经认知损伤。

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