代謝組學(xué)助力研究普洱茶通過(guò)調(diào)節(jié)色氨酸代謝保護(hù)小鼠免受CRD的影響
百趣代謝組學(xué)資訊：@熬夜的年輕人代謝紊亂急救包-喝普洱茶！
文章標(biāo)題：Pu-erh Tea Restored Circadian Rhythm Disruption by Regulating2 Tryptophan Metabolism
發(fā)表期刊：Journal of Agricultural and Food Chemistry
影響因子：5.895
合作單位：西南大學(xué)
百趣生物提供服務(wù)：色氨酸代謝檢測(cè)
研究背景
茶作為一種功能飲品，含有豐富的多酚和氨基酸，具有調(diào)節(jié)和改善晝夜節(jié)律紊亂CRD的潛力。因此，普洱茶作為一種日常茶飲，可以作為CRD預(yù)防和治療的可選替代品之一。研究發(fā)現(xiàn)，普洱茶提取物可以通過(guò)調(diào)節(jié)膽汁酸介導(dǎo)的腸肝循環(huán)來(lái)緩解CRD誘導(dǎo)的小鼠的糖脂和氮代謝。然而，評(píng)估普洱茶是否能緩解熬夜后的頭暈、嗜睡和精神抑郁是不夠的。近年來(lái)，色氨酸代謝已顯示出改善神經(jīng)退行性疾病和代謝性疾病的潛力。因此，本研究的目的是闡明普洱茶是否通過(guò)調(diào)節(jié)色氨酸代謝來(lái)保護(hù)健康小鼠免受CRD的影響。
研究方法
將小鼠隨機(jī)分為W組（飲水組）和T組（飲用0.25%濃度普洱茶）。在將W組和T組隨機(jī)分為CK-T、CK-W、CRD-T和CRD-W四組，不同分組光照時(shí)間（如圖1）所示。采集小鼠血清、組織、糞便樣本進(jìn)行檢測(cè)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
01普洱茶減輕CRD對(duì)代謝的損害
普洱茶減緩了CRD引起的血清總膽汁酸含量的增加，增加了糞便中膽汁酸的代謝（圖2A，B）。這表明CRD處理小鼠的氮代謝異常，普洱茶可以通過(guò)促進(jìn)膽汁酸代謝來(lái)減少脂質(zhì)沉積。此外，普洱茶還恢復(fù)了CRD誘導(dǎo)的肝節(jié)律基因振蕩（圖2C-F）。
CRD處理的小鼠大腦中沒(méi)有神經(jīng)遞質(zhì)（GABA、多巴胺和5-HT）的節(jié)律性表達(dá)（圖3A-C）。qPCR對(duì)節(jié)奏基因表達(dá)結(jié)果的分析表明，普洱茶調(diào)節(jié)了Bmal1和Per1基因的振蕩，上調(diào)了CRD減弱的Clock和Cry1基因的趨勢(shì)（圖4D-G）。此外， CRD顯著增加了大腦中的IDO酶活性（圖5I）并加速了色氨酸代謝。而大腦中的高色氨酸消耗（圖5H）加速了KYNA和QUIN在大腦中的積累（圖5J，K），增加了腦部炎癥的風(fēng)險(xiǎn)。與飲水組（CK-W，CRD-W）相比，普洱茶組（CK-T，CRD-T）的色氨酸含量顯著升高，顯著抑制了CRD誘導(dǎo)的異常色氨酸代謝。
圖3. 不同處理組小鼠腦內(nèi)GABA、多巴胺和5-羥色胺在不同時(shí)間段的釋放
03普洱茶可減少CRD治療小鼠的腸道氧化應(yīng)激介導(dǎo)的炎癥
CRD導(dǎo)致腸道中活性氧(ROS)的形成及其相關(guān)蛋白NOX2和NOX4的表達(dá)增加（圖6A，B）。普洱茶通過(guò)上調(diào)抗氧化途徑蛋白（Nrf2/HO-1）的表達(dá)來(lái)降低活性氧。隨著ROS的減少，腸道炎癥通路顯著下調(diào)，從而保護(hù)了腸道組織（圖6C、D）。
不同處理之間的物種豐富度沒(méi)有顯著變化（圖7A）。基于A(yíng)NOSIM的主成分分析(PCA)揭示了每組腸道微生物群的不同簇(圖7B)。CRD-T和CRD-W組之間存在部分交叉，與CK組顯著分離，表明CRD顯著干擾腸道微生物的組成。基于Bray-Curtis距離，NMDS分析的結(jié)果也證實(shí)了這一結(jié)論（圖7C）。
在CK組中的小鼠SCFA顯示出晝夜節(jié)律變化（圖8A-F）。異丁酸、異戊酸和戊酸的峰值出現(xiàn)在開(kāi)燈4小時(shí)后，而乙酸、丙酸和丁酸的最低值出現(xiàn)在第16小時(shí)。除丙酸外，CK-T組的含量均高于CK-W組，說(shuō)明普洱茶增加了體內(nèi)SCFAs的產(chǎn)生。CRD擾亂了SCFA的生產(chǎn)。尤其是乙酸、異丁酸、異戊酸和戊酸的含量顯著降低，CRD處理后其節(jié)律喪失。普洱茶促進(jìn)了短鏈脂肪酸的產(chǎn)生并改善了CRD處理小鼠的節(jié)律振蕩。異丁酸、丁酸、異戊酸和戊酸受普洱茶影響最大，其峰值與CK-T相當(dāng)甚至超過(guò)CK-T，但有節(jié)律性觀(guān)察到相移。
色氨酸代謝結(jié)果表明，所有樣品均具有明顯的聚集性（圖9A，B）。OPLS-DA模型使用200次位移測(cè)試進(jìn)行了驗(yàn)證，沒(méi)有發(fā)生過(guò)擬合（圖9C，D）。然后，我們篩選了VIP>1的前10種代謝物，用于分析的主要差異代謝物（圖9E，F(xiàn)）。CRD-W組顯著提高了3-HK、KYN、KYNA和Xa的濃度（圖8G）。與飲用普洱茶（CRD-T組）相比，普洱茶對(duì)IAA、吲哚、5-HT含量的提高甚至超過(guò)CK-W組。與CK-W組相比，CK-T組增加了糞便代謝物中IE、色胺和色氨酸的濃度。換言之，CRD促進(jìn)了色氨酸代謝中的犬尿氨酸途徑。普洱茶的攝入增加了色氨酸，促進(jìn)了色氨酸向吲哚途徑和5-羥色胺途徑的代謝。
CRD處理對(duì)健康小鼠構(gòu)成威脅，包括糖脂代謝中斷、腸道氧化應(yīng)激和炎癥以及生物鐘不穩(wěn)定性。普洱茶增加了色氨酸代謝的吲哚和5-HT途徑。其代謝物（IAA、IE、吲哚和5-HT）通過(guò)干擾大腦中的激素釋放（LEP、GC、GABA和DA）進(jìn)一步影響肝糖脂代謝和腸道炎癥通路激活（MyD88/NF-κB））。色氨酸代謝物和膽汁酸還通過(guò)腸肝循環(huán)促進(jìn)肝臟脂質(zhì)代謝并抑制腸道氧化應(yīng)激。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了腸-肝-腦軸相互作用在CRD調(diào)節(jié)中的重要性，其中增加的吲哚和色氨酸的5-HT代謝可能是普洱茶的治療靶點(diǎn)。簡(jiǎn)而言之，這些數(shù)據(jù)表明，0.25%(w/v)普洱茶（人體當(dāng)量劑量為7g/60kg/天）具有通過(guò)調(diào)節(jié)吲哚和5-HT途徑預(yù)防CRD的潛力。
2022已過(guò)半，在這過(guò)去的半年里，BIOTREE協(xié)助客戶(hù)在代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和多組學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域取得了驕人的成績(jī)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前百趣成功助力發(fā)表文章120+篇，平均IF為9.62，最高IF=69.504，其中5分以上的就有105篇，在數(shù)量和質(zhì)量上均創(chuàng)造了歷史高點(diǎn)！在這些研究中，百趣生物為研究者提供了發(fā)現(xiàn)代謝組學(xué)、GC-MS非靶標(biāo)代謝組學(xué)、600MRM、蛋白質(zhì)組學(xué)、中藥非靶標(biāo)代謝組學(xué)、植物MRM阿趣廣靶®代謝組學(xué)、靶標(biāo)代謝流、宏病毒組等服務(wù)。
文/阿趣代謝組學(xué)
文章標(biāo)題：Pu-erh Tea Restored Circadian Rhythm Disruption by Regulating2 Tryptophan Metabolism
發(fā)表期刊：Journal of Agricultural and Food Chemistry
影響因子：5.895
合作單位：西南大學(xué)
百趣生物提供服務(wù)：色氨酸代謝檢測(cè)
研究背景
茶作為一種功能飲品，含有豐富的多酚和氨基酸，具有調(diào)節(jié)和改善晝夜節(jié)律紊亂CRD的潛力。因此，普洱茶作為一種日常茶飲，可以作為CRD預(yù)防和治療的可選替代品之一。研究發(fā)現(xiàn)，普洱茶提取物可以通過(guò)調(diào)節(jié)膽汁酸介導(dǎo)的腸肝循環(huán)來(lái)緩解CRD誘導(dǎo)的小鼠的糖脂和氮代謝。然而，評(píng)估普洱茶是否能緩解熬夜后的頭暈、嗜睡和精神抑郁是不夠的。近年來(lái)，色氨酸代謝已顯示出改善神經(jīng)退行性疾病和代謝性疾病的潛力。因此，本研究的目的是闡明普洱茶是否通過(guò)調(diào)節(jié)色氨酸代謝來(lái)保護(hù)健康小鼠免受CRD的影響。
研究方法
將小鼠隨機(jī)分為W組（飲水組）和T組（飲用0.25%濃度普洱茶）。在將W組和T組隨機(jī)分為CK-T、CK-W、CRD-T和CRD-W四組，不同分組光照時(shí)間（如圖1）所示。采集小鼠血清、組織、糞便樣本進(jìn)行檢測(cè)。
圖1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)示意圖
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
01普洱茶減輕CRD對(duì)代謝的損害
普洱茶減緩了CRD引起的血清總膽汁酸含量的增加，增加了糞便中膽汁酸的代謝（圖2A，B）。這表明CRD處理小鼠的氮代謝異常，普洱茶可以通過(guò)促進(jìn)膽汁酸代謝來(lái)減少脂質(zhì)沉積。此外，普洱茶還恢復(fù)了CRD誘導(dǎo)的肝節(jié)律基因振蕩（圖2C-F）。
圖2. 普洱茶改善慢性腎衰小鼠糖脂和氮代謝
02普洱茶改善CRD治療小鼠的大腦信號(hào)傳導(dǎo)CRD處理的小鼠大腦中沒(méi)有神經(jīng)遞質(zhì)（GABA、多巴胺和5-HT）的節(jié)律性表達(dá)（圖3A-C）。qPCR對(duì)節(jié)奏基因表達(dá)結(jié)果的分析表明，普洱茶調(diào)節(jié)了Bmal1和Per1基因的振蕩，上調(diào)了CRD減弱的Clock和Cry1基因的趨勢(shì)（圖4D-G）。此外， CRD顯著增加了大腦中的IDO酶活性（圖5I）并加速了色氨酸代謝。而大腦中的高色氨酸消耗（圖5H）加速了KYNA和QUIN在大腦中的積累（圖5J，K），增加了腦部炎癥的風(fēng)險(xiǎn)。與飲水組（CK-W，CRD-W）相比，普洱茶組（CK-T，CRD-T）的色氨酸含量顯著升高，顯著抑制了CRD誘導(dǎo)的異常色氨酸代謝。
圖4. BMal1、Clock、Cry1和PER1在腦內(nèi)的相對(duì)mRNA表達(dá)水平
圖5. 色氨酸代謝產(chǎn)物色氨酸的含量
03普洱茶可減少CRD治療小鼠的腸道氧化應(yīng)激介導(dǎo)的炎癥
CRD導(dǎo)致腸道中活性氧(ROS)的形成及其相關(guān)蛋白NOX2和NOX4的表達(dá)增加（圖6A，B）。普洱茶通過(guò)上調(diào)抗氧化途徑蛋白（Nrf2/HO-1）的表達(dá)來(lái)降低活性氧。隨著ROS的減少，腸道炎癥通路顯著下調(diào)，從而保護(hù)了腸道組織（圖6C、D）。
圖6. 普洱茶可減少小腸的氧化應(yīng)激和炎癥
04普洱茶重塑了CRD治療小鼠的腸道微生物不同處理之間的物種豐富度沒(méi)有顯著變化（圖7A）。基于A(yíng)NOSIM的主成分分析(PCA)揭示了每組腸道微生物群的不同簇(圖7B)。CRD-T和CRD-W組之間存在部分交叉，與CK組顯著分離，表明CRD顯著干擾腸道微生物的組成。基于Bray-Curtis距離，NMDS分析的結(jié)果也證實(shí)了這一結(jié)論（圖7C）。
圖7. 普洱茶重塑CRD治療小鼠的腸道微生物
05普洱茶改變了CRD治療小鼠的微生物代謝物在CK組中的小鼠SCFA顯示出晝夜節(jié)律變化（圖8A-F）。異丁酸、異戊酸和戊酸的峰值出現(xiàn)在開(kāi)燈4小時(shí)后，而乙酸、丙酸和丁酸的最低值出現(xiàn)在第16小時(shí)。除丙酸外，CK-T組的含量均高于CK-W組，說(shuō)明普洱茶增加了體內(nèi)SCFAs的產(chǎn)生。CRD擾亂了SCFA的生產(chǎn)。尤其是乙酸、異丁酸、異戊酸和戊酸的含量顯著降低，CRD處理后其節(jié)律喪失。普洱茶促進(jìn)了短鏈脂肪酸的產(chǎn)生并改善了CRD處理小鼠的節(jié)律振蕩。異丁酸、丁酸、異戊酸和戊酸受普洱茶影響最大，其峰值與CK-T相當(dāng)甚至超過(guò)CK-T，但有節(jié)律性觀(guān)察到相移。
色氨酸代謝結(jié)果表明，所有樣品均具有明顯的聚集性（圖9A，B）。OPLS-DA模型使用200次位移測(cè)試進(jìn)行了驗(yàn)證，沒(méi)有發(fā)生過(guò)擬合（圖9C，D）。然后，我們篩選了VIP>1的前10種代謝物，用于分析的主要差異代謝物（圖9E，F(xiàn)）。CRD-W組顯著提高了3-HK、KYN、KYNA和Xa的濃度（圖8G）。與飲用普洱茶（CRD-T組）相比，普洱茶對(duì)IAA、吲哚、5-HT含量的提高甚至超過(guò)CK-W組。與CK-W組相比，CK-T組增加了糞便代謝物中IE、色胺和色氨酸的濃度。換言之，CRD促進(jìn)了色氨酸代謝中的犬尿氨酸途徑。普洱茶的攝入增加了色氨酸，促進(jìn)了色氨酸向吲哚途徑和5-羥色胺途徑的代謝。
圖8. 普洱茶改變了CRD治療小鼠的微生物代謝產(chǎn)物
圖9. 普洱茶改變了CRD治療小鼠的色氨酸代謝
總結(jié)CRD處理對(duì)健康小鼠構(gòu)成威脅，包括糖脂代謝中斷、腸道氧化應(yīng)激和炎癥以及生物鐘不穩(wěn)定性。普洱茶增加了色氨酸代謝的吲哚和5-HT途徑。其代謝物（IAA、IE、吲哚和5-HT）通過(guò)干擾大腦中的激素釋放（LEP、GC、GABA和DA）進(jìn)一步影響肝糖脂代謝和腸道炎癥通路激活（MyD88/NF-κB））。色氨酸代謝物和膽汁酸還通過(guò)腸肝循環(huán)促進(jìn)肝臟脂質(zhì)代謝并抑制腸道氧化應(yīng)激。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了腸-肝-腦軸相互作用在CRD調(diào)節(jié)中的重要性，其中增加的吲哚和色氨酸的5-HT代謝可能是普洱茶的治療靶點(diǎn)。簡(jiǎn)而言之，這些數(shù)據(jù)表明，0.25%(w/v)普洱茶（人體當(dāng)量劑量為7g/60kg/天）具有通過(guò)調(diào)節(jié)吲哚和5-HT途徑預(yù)防CRD的潛力。
2022已過(guò)半，在這過(guò)去的半年里，BIOTREE協(xié)助客戶(hù)在代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和多組學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域取得了驕人的成績(jī)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前百趣成功助力發(fā)表文章120+篇，平均IF為9.62，最高IF=69.504，其中5分以上的就有105篇，在數(shù)量和質(zhì)量上均創(chuàng)造了歷史高點(diǎn)！在這些研究中，百趣生物為研究者提供了發(fā)現(xiàn)代謝組學(xué)、GC-MS非靶標(biāo)代謝組學(xué)、600MRM、蛋白質(zhì)組學(xué)、中藥非靶標(biāo)代謝組學(xué)、植物MRM阿趣廣靶®代謝組學(xué)、靶標(biāo)代謝流、宏病毒組等服務(wù)。
文/阿趣代謝組學(xué)
- 時(shí)空組學(xué)研究進(jìn)展（七）：?jiǎn)渭?xì)胞空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)的介紹
- 時(shí)空組學(xué)研究進(jìn)展（六）：?jiǎn)渭?xì)胞多組學(xué)測(cè)序技術(shù)的介紹
- 國(guó)自然申請(qǐng)書(shū)中科學(xué)假設(shè)的結(jié)構(gòu)、深度及重要性介紹
- RRBS揭示中藥材DNA甲基化變化及花粉調(diào)控種子休眠的表觀(guān)遺傳機(jī)制
- 時(shí)空組學(xué)研究進(jìn)展（五）：?jiǎn)渭?xì)胞表觀(guān)基因組測(cè)序技術(shù)、分析方法及應(yīng)用
- 時(shí)空組學(xué)研究進(jìn)展（四）：?jiǎn)渭?xì)胞全基因組測(cè)序簡(jiǎn)介
- ACE-seq助力開(kāi)發(fā)EDD-5hmC檢測(cè)新技術(shù)用于疾病診斷研究中精準(zhǔn)定量
- 時(shí)空組學(xué)研究進(jìn)展（三）：?jiǎn)渭?xì)胞RNA測(cè)序的應(yīng)用
- 伯豪董事長(zhǎng)出席專(zhuān)精特新中小企業(yè)發(fā)展壯大論壇并發(fā)言
- 伯豪生物雙11狂歡特惠活動(dòng)來(lái)襲，限時(shí)限量搶
- 怡美通德推出成本價(jià)體驗(yàn)單細(xì)胞測(cè)序（FFPE或全血）
- 伯豪生物2024系列培訓(xùn)班（陜西站）報(bào)名開(kāi)啟
- 伯豪單細(xì)胞Flex年中巨惠，1.1W/樣本活動(dòng)價(jià)即將截止
- 藍(lán)景科信DAP-seq技術(shù)相關(guān)文章6連發(fā)，總IF 95.2
- 伯豪生物2024單細(xì)胞空轉(zhuǎn)生信培訓(xùn)8月直播課開(kāi)啟報(bào)名
- 中生柏奧成為德國(guó)LenioBio中國(guó)區(qū)合作伙伴
Copyright(C) 1998-2025 生物器材網(wǎng) 電話(huà)：021-64166852;13621656896 E-mail：info@bio-equip.com