Nature Communications: 普洱茶中的茶褐素调节肠道菌和胆汁酸代谢改善高胆固醇血症

■来源：食品加 智食科技

Nature Communications（IF 11.878）

推荐人|钟浩

2019年10月31日，Nature Communications（IF 11.878）发表一篇名为“Theabrownin from Pu-erh tea attenuates hypercholesterolemia via modulation of gut microbiota and bile acid metabolism”的研究性论文，该文的通讯作者分别为上海中医药大学李后开、上海交通大学附属第六人民医院转化医学中心贾伟和赵爱华。

在这项研究中，作者发现普洱茶中的茶褐素可以抑制胆盐水解酶（BSH）相关的微生物和BSH的活性。BSH活性降低导致回肠结合BAs增加，进一步抑制肠道FXR-FGF15/19信号通路，提高肝脏BA含量。在茶褐素对BA合成的调节中，肠道FXR-FGF15/19信号传导受到抑制，而肝脏FXR-SHP信号传导被激活，导致替代BA合成途径中酶的表达增加，增加肝脏BA的产生和粪便的排泄，最终降低胆固醇水平。这项研究的结果表明，普洱茶的特征成分茶褐素与肠道菌群的变化、FXR信号转导和BA合成在调节血清和肝脏中胆固醇水平之间存在机制上的联系。

研究背景

普洱茶是我国西南部云南地区一种著名的传统茶，通过新鲜的山茶叶微生物发酵而成，据报道具有多种益生功能，包括降低或逆转高胆固醇血症、高脂血症、肥胖、脂肪性肝炎和高血糖等。大量研究证明了普洱茶的减肥和抗高脂血症作用，然而这些研究大多是观察性的，这些影响的潜在机制尚未确定。

完全发酵的普洱茶与其他部分发酵和非发酵茶相比，在引起血脂和低胆固醇方面更有效。因此，作者假设这可能是在普洱茶独特的发酵过程中产生的某些特殊的成分导致了观察到的更强的生物效应。绿茶、红茶和普洱茶中活性成分的差异也得到了广泛的研究。作者实验室先前的研究表明，各种茶的特征成分是绿茶中的茶黄素和茶氨酸；红茶中的茶红素和茶黄酸；以及普洱茶中的茶黄素和没食子酸。在发酵过程中，儿茶素及其没食子酸酯衍生物被氧化为复杂的酚类茶色素，包括茶黄素（theaflavins，TF）、茶红素（thearubigins，TR）和茶褐素（theabrownins，TB)。茶黄素经过进一步氧化形成更多聚合的茶红素，然后缩合成茶红素。总而言之，儿茶素、TF和TR的浓度降低，而TB在普洱茶的发酵过程中大大增加，表明TB是普洱茶的特征成分，因此TB可能是其降胆固醇和降血脂作用的生物活性物质。

胆汁酸（Bile acids，BAs）是胆固醇分解代谢的主要下游产物，因此，BAs的产生和分泌对于维持胆固醇稳态至关重要。FXR是一种BA激活的核受体，调节BAs，脂质和葡萄糖的稳态。当肠道FXR激活时，产生FGF15，随后分泌到门静脉并循环到肝脏，在那里它与FGFR4结合。FGF15-FGFR4复合物启动一个信号级联，导致抑制胆固醇的肝脏BA生物合成。新的证据表明，抑制回肠FXR-FGF15诱导的有益效应可以改善非酒精性脂肪肝、肥胖和胰岛素抵抗。此外，已有报道T-βMCA，一种仅在小鼠中产生的初级BA，是天然存在的FXR拮抗剂。

肠道菌群通过将BA生物转化为对BAs信号受体具有强烈调节作用的形式，在调节肠肝BA代谢中发挥重要作用。初级BAs由肝脏中的胆固醇合成，与甘氨酸或牛磺酸结合，通过一系列解离、脱氢、脱羟基和异构化过程被肠道微生物进一步代谢为次级BAs。BAs可以通过直接调节胆汁敏感和胆汁代谢细菌，以及通过FXR介导的通过免疫系统影响肠道菌群的抗菌剂（例如iNOS和IL-18）的转录来重塑肠道菌群组成。同时，肠道菌群-BAs相互作用在调节能量采集，脂质代谢以及胆固醇和BA稳态中起关键作用。

研究方法

a)实验设计：普洱茶功能验证→茶褐素功能验证→胆汁酸和肠道菌群相关实验验证

 免疫染色：用H&E检查肝脏病理，天狼星红染色评估肝纤维化。免疫荧光染色，肝标本用4%多聚甲醛固定，然后与I型胶原抗体，F4/80，CK-19或FGF-15孵育。DAPI染色细胞核。然后，用荧光显微镜对肝脏标本进行成像。

b)宏基因组分析人群样本

c)胆汁酸分析

d)粪菌移植

e)胆盐水解酶测定

f)Rt-PCR和Western blot

g)FHs和LO2细胞培养分析验证

h)肝脏免疫组化分析

研究结果

1)普洱茶减少高脂诱导的体重增加和高脂血症

2)普洱茶减少了胆盐水解酶的菌群和BSH活力

3)普洱茶引起了回肠结合胆汁酸的积累

4)茶褐素减少BSH菌的分度和BSH的活力：为了鉴定普洱茶中对肠道菌群和BSH活力起主要作用的成分，作者对小鼠回肠内容物采用液相质谱技术分析茶的成分，并与产BSH的微生物做相关性分析，发现茶褐素与几乎所有的产BSH的微生物显著负相关，所以作者就假设茶褐素是导致回肠产BSH的菌和BSH活力的减少的原因。并验证了这个假想，发现茶褐素确实直接导致了产BSH的菌和BSH活力的减少。为了研究此作用基于肠道菌群，作者又设计了无菌鼠实验，发现接受茶褐素组供体的小鼠表现出于供体相似的结果，这表明这些益生功能是可以通过粪菌移植来转化，这表明茶褐素是依赖于肠道菌群发挥作用的。

5)回肠结合胆汁酸抑制FXR-FGF15来促进胆汁酸的合成：接着作者研究了与胆汁酸相关的回肠的FXR-FGF15信号通路。

6)茶褐素促进肝脏BA合成的替代途径

研究结论

总之，普洱茶衍生的茶褐素降低肝脏和血浆中胆固醇水平的机制包括以下：（1）降低产生BSH的微生物的相对丰度；（2）增加结合的BAs，特别是对肠道FXR起拮抗作用的TCDCA和TUDCA；（3）肠道FXR活化减少，导致FGF15/FGF19产生减少，随后FGF15/FGF19-FGFR4信号通路减少，肝脏FXR-SHP信号通路激活增加；（4）替代途径中从头合成增加，胆固醇逆向转运到肝脏；（5）通过粪便增加BAs的清除。

原文链接

https://doi.org/10.1038/s41467-019-12896-x