本实验室近年来对于云南松(Pinus yunnanensis)花粉生理功能的研究主要集中于松花粉的多糖和营养成分丰富的内容物,并发现其对多种疾病和癌症的发生具有预防和抑制作用。而松花粉壁在花粉中占比近40%,主要成分为纤维素和孢粉素。目前已有大量对于膳食纤维通过肠道菌群改善机体代谢的研究,但对于松花粉壁改善机体代谢的探究还尚未见报道。本实验利用提纯的松花粉壁喂养小鼠,探究它对高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝和血脂异常的有益作用。一、通过对于提取试剂和条件的优化,最终利用α-淀粉酶、β-淀粉酶和蛋白酶处理,并用乙醇、水分别洗涤三次,获得了不含蛋白质、糖类、脂肪等营养成分的纯度较高的松花粉壁,得率约为43.75%,主要成分为纤维素和孢粉素,其中纤维素约占41.80%,用于后续的实验。二、利用C57BL/6雄性小鼠建立高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝和血脂异常模型(MC),同时设置对照组(HC)、含2.5%松花粉壁的实验组(PW)和含2.5%大豆膳食纤维的阳性对照组(FC),喂养小鼠42天后取其肝脏、血清、肾周和附睾脂肪,测定其体脂比、肝指数、血脂水平、炎性细胞因子TNF-α和IL-6,观察肝脏病理组织切片,发现高脂饮食诱导引起了小鼠肝脏脂肪病变,体脂比、肝指数略微上升,血清TC、HDL-C、LDL-C水平显著升高,肝脏细胞因子TNF-α和IL-6水平显著升高,血清TG水平无变化;松花粉壁的摄入能够预防高脂饮食诱导的小鼠体脂增加和肝脂肪病变,降低肝脏炎症细胞因子TNF-α和IL-6水平,缓解血清TC和HDL-C水平的升高,对肝指数和血清LDL-C的水平的影响有限;与松花粉壁相比,大豆膳食纤维的摄入能够预防高脂饮食诱导的小鼠体脂增加,降低肝脏炎症细胞因子TNF-α水平,缓解血清HDL-C水平的升高,但对肝脏脂肪病变、肝指数、IL-6水平以及血清TC、LDL-C水平的影响有限。三、利用~1H NMR核磁共振光谱技术对小鼠盲肠内容物进行代谢组学分析,通过多元统计分析发现四组小鼠的盲肠内容物均能够实现区分,与数据库匹配后鉴定出胆酸、脂肪酸、短链脂肪酸(SCFAs)、糖类和氨基酸等代谢物的含量变化,其中具有标志性的代谢物包括胆汁酸、亮氨酸、泛酸以及棕榈酸、硬脂酸、肉豆蔻酸等长链脂肪酸,它们的水平普遍在高脂诱导后显著升高,并在松花粉壁和大豆膳食纤维摄入会后有不同程度的降低,而SCFAs的含量在模型组不同程度降低,在松花粉壁和大豆膳食纤维摄入后明显缓解。通过MetPA分析得出其涉及的代谢通路,发现松花粉壁中纤维素的摄入能够预防高脂饮食引起的小鼠胆汁酸、脂肪代谢异常,缓解短链脂肪酸含量的降低。同时,松花粉壁中纤维素和大豆膳食纤维的摄入引起了糖类代谢物的增加,结合孢粉素的分子结构和代谢组学的分析结果,我们推测孢粉素在小鼠肠道中无法被降解利用。四、利用Illumina MiSeq测序平台对小鼠盲肠内容物和粪便中的肠道菌群进行分析,探究其物种多样性、各个分类水平上群落结构和组成的变化,发现高脂饮食诱导使小鼠肠道菌群严重失调,厚壁菌门与拟杆菌门的比值显著升高,其中来自于拟杆菌门的理研菌科、瘤胃球菌科、Marinifilaceae、拟普雷沃氏菌属以及另枝菌属、毛螺菌科、乳杆菌属等有益菌的丰度显著降低,而肠杆菌科、葡萄球菌属、螺杆菌属等有害菌丰度显著升高;松花粉壁的摄入能够缓解高脂饮食引起的小鼠粪便中肠道菌群失调,提高有益菌的丰度,如理研菌科、瘤胃球菌科、副杆菌属、拟普雷沃氏菌等拟杆菌门物种,并有效缓解了葡萄球菌科、脱硫弧菌属以及变形菌门多种有害菌丰度的升高,从而调节机体代谢,增加SCFAs的产生,在缓解非酒精性脂肪肝和血脂异常上发挥积极作用;大豆膳食纤维的摄入未表现出对肠道菌群失调的有效影响,仅发现韦荣球菌科的丰度降低,Faecalibaculum和葡萄球菌属的丰度显著增加。在盲肠内容物中,松花粉壁和大豆膳食纤维均未表现出对肠道菌群失调的缓解作用,大豆膳食纤维显著增加了Faecalibaculum和Akkermansia的丰度,说明松花粉壁和大豆膳食纤维的主要在大肠阶段发挥作用。本实验成功的提取到纯度较高的松花粉壁,并证实了松花粉壁可能通过调节胆汁酸、脂肪代谢、SCFAs含量以及肠道菌群的组成和结构来发挥它对脂肪肝、血脂异常和炎症的预防作用,且发生以上效用的成分可能主要为松花粉壁中的纤维素,而孢粉素在动物体内可能无法被消化利用。因此,松花粉壁可部分被机体利用而发挥积极的生理作用,这对于松花粉更有效地应用于保健产品具有重要的意义。