代謝組學助力研究普洱茶通過調節(jié)色氨酸代謝保護小鼠免受CRD的影響
百趣代謝組學資訊：@熬夜的年輕人代謝紊亂急救包-喝普洱茶！
文章標題：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
百趣生物提供服務：色氨酸代謝檢測
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調節(jié)膽汁酸介導的腸肝循環(huán)來緩解CRD誘導的小鼠的糖脂和氮代謝。然而，評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，色氨酸代謝已顯示出改善神經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調節(jié)色氨酸代謝來保護健康小鼠免受CRD的影響。
研究方法
將小鼠隨機分為W組（飲水組）和T組（飲用0.25%濃度普洱茶）。在將W組和T組隨機分為CK-T、CK-W、CRD-T和CRD-W四組，不同分組光照時間（如圖1）所示。采集小鼠血清、組織、糞便樣本進行檢測。
實驗結果
01普洱茶減輕CRD對代謝的損害
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，普洱茶可以通過促進膽汁酸代謝來減少脂質沉積。此外，普洱茶還恢復了CRD誘導的肝節(jié)律基因振蕩（圖2C-F）。
CRD處理的小鼠大腦中沒有神經遞質（GABA、多巴胺和5-HT）的節(jié)律性表達（圖3A-C）。qPCR對節(jié)奏基因表達結果的分析表明，普洱茶調節(jié)了Bmal1和Per1基因的振蕩，上調了CRD減弱的Clock和Cry1基因的趨勢（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險。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誘導的異常色氨酸代謝。
圖3. 不同處理組小鼠腦內GABA、多巴胺和5-羥色胺在不同時間段的釋放
03普洱茶可減少CRD治療小鼠的腸道氧化應激介導的炎癥
CRD導致腸道中活性氧(ROS)的形成及其相關蛋白NOX2和NOX4的表達增加（圖6A，B）。普洱茶通過上調抗氧化途徑蛋白（Nrf2/HO-1）的表達來降低活性氧。隨著ROS的減少，腸道炎癥通路顯著下調，從而保護了腸道組織（圖6C、D）。
不同處理之間的物種豐富度沒有顯著變化（圖7A）�；贏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�；贐ray-Curtis距離，NMDS分析的結果也證實了這一結論（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)在開燈4小時后，而乙酸、丙酸和丁酸的最低值出現(xiàn)在第16小時。除丙酸外，CK-T組的含量均高于CK-W組，說明普洱茶增加了體內SCFAs的產生。CRD擾亂了SCFA的生產。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。普洱茶促進了短鏈脂肪酸的產生并改善了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相當甚至超過CK-T，但有節(jié)律性觀察到相移。
色氨酸代謝結果表明，所有樣品均具有明顯的聚集性（圖9A，B）。OPLS-DA模型使用200次位移測試進行了驗證，沒有發(fā)生過擬合（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IAA、吲哚、5-HT含量的提高甚至超過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，促進了色氨酸向吲哚途徑和5-羥色胺途徑的代謝。
CRD處理對健康小鼠構成威脅，包括糖脂代謝中斷、腸道氧化應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）通過干擾大腦中的激素釋放（LEP、GC、GABA和DA）進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腸肝循環(huán)促進肝臟脂質代謝并抑制腸道氧化應激。研究結果強調了腸-肝-腦軸相互作用在CRD調節(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。簡而言之，這些數(shù)據(jù)表明，0.25%(w/v)普洱茶（人體當量劑量為7g/60kg/天）具有通過調節(jié)吲哚和5-HT途徑預防CRD的潛力。
2022已過半，在這過去的半年里，BIOTREE協(xié)助客戶在代謝組學、蛋白質組學和多組學等相關領域取得了驕人的成績。據(jù)不完全統(tǒng)計，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)量和質量上均創(chuàng)造了歷史高點！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、GC-MS非靶標代謝組學、600MRM、蛋白質組學、中藥非靶標代謝組學、植物MRM阿趣廣靶®代謝組學、靶標代謝流、宏病毒組等服務。
文/阿趣代謝組學
文章標題：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
百趣生物提供服務：色氨酸代謝檢測
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調節(jié)膽汁酸介導的腸肝循環(huán)來緩解CRD誘導的小鼠的糖脂和氮代謝。然而，評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，色氨酸代謝已顯示出改善神經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調節(jié)色氨酸代謝來保護健康小鼠免受CRD的影響。
研究方法
將小鼠隨機分為W組（飲水組）和T組（飲用0.25%濃度普洱茶）。在將W組和T組隨機分為CK-T、CK-W、CRD-T和CRD-W四組，不同分組光照時間（如圖1）所示。采集小鼠血清、組織、糞便樣本進行檢測。
圖1. 實驗設計示意圖
實驗結果
01普洱茶減輕CRD對代謝的損害
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，普洱茶可以通過促進膽汁酸代謝來減少脂質沉積。此外，普洱茶還恢復了CRD誘導的肝節(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傳導CRD處理的小鼠大腦中沒有神經遞質（GABA、多巴胺和5-HT）的節(jié)律性表達（圖3A-C）。qPCR對節(jié)奏基因表達結果的分析表明，普洱茶調節(jié)了Bmal1和Per1基因的振蕩，上調了CRD減弱的Clock和Cry1基因的趨勢（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險。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誘導的異常色氨酸代謝。
圖4. BMal1、Clock、Cry1和PER1在腦內的相對mRNA表達水平
圖5. 色氨酸代謝產物色氨酸的含量
03普洱茶可減少CRD治療小鼠的腸道氧化應激介導的炎癥
CRD導致腸道中活性氧(ROS)的形成及其相關蛋白NOX2和NOX4的表達增加（圖6A，B）。普洱茶通過上調抗氧化途徑蛋白（Nrf2/HO-1）的表達來降低活性氧。隨著ROS的減少，腸道炎癥通路顯著下調，從而保護了腸道組織（圖6C、D）。
圖6. 普洱茶可減少小腸的氧化應激和炎癥
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有顯著變化（圖7A）�；贏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�；贐ray-Curtis距離，NMDS分析的結果也證實了這一結論（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)在開燈4小時后，而乙酸、丙酸和丁酸的最低值出現(xiàn)在第16小時。除丙酸外，CK-T組的含量均高于CK-W組，說明普洱茶增加了體內SCFAs的產生。CRD擾亂了SCFA的生產。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。普洱茶促進了短鏈脂肪酸的產生并改善了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相當甚至超過CK-T，但有節(jié)律性觀察到相移。
色氨酸代謝結果表明，所有樣品均具有明顯的聚集性（圖9A，B）。OPLS-DA模型使用200次位移測試進行了驗證，沒有發(fā)生過擬合（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IAA、吲哚、5-HT含量的提高甚至超過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物
圖9. 普洱茶改變了CRD治療小鼠的色氨酸代謝
總結CRD處理對健康小鼠構成威脅，包括糖脂代謝中斷、腸道氧化應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）通過干擾大腦中的激素釋放（LEP、GC、GABA和DA）進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腸肝循環(huán)促進肝臟脂質代謝并抑制腸道氧化應激。研究結果強調了腸-肝-腦軸相互作用在CRD調節(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。簡而言之，這些數(shù)據(jù)表明，0.25%(w/v)普洱茶（人體當量劑量為7g/60kg/天）具有通過調節(jié)吲哚和5-HT途徑預防CRD的潛力。
2022已過半，在這過去的半年里，BIOTREE協(xié)助客戶在代謝組學、蛋白質組學和多組學等相關領域取得了驕人的成績。據(jù)不完全統(tǒng)計，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)量和質量上均創(chuàng)造了歷史高點！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、GC-MS非靶標代謝組學、600MRM、蛋白質組學、中藥非靶標代謝組學、植物MRM阿趣廣靶®代謝組學、靶標代謝流、宏病毒組等服務。
文/阿趣代謝組學
