宿主-细菌共代谢对茶多酚EGCG维护脂稳态活性的影响研究

Epigallocatechin-3-gallate (EGCG), the most abundant green tea polyphenol, has been extensively studied for its beneficial health effects as a nutraceutical agent, but its efficacy is highly variable between individuals. The human microbiota might be one of the key factors. EGCG has been reported to improve gut microbiota, however, the contribution of bacteria to the response to EGCG remains poorly understood. Caenorhabditis elegans and its bacterial diet provide a powerful system to study host-bacteria interactions. We use this system, surprisingly, and find that live E. coli OP50 can increase EGCG efficacy to decrease fat contents in C.elegans compared to dead OP50. Here, we will determine the mechanism of host-bacteria co-metabolism affecting EGCG efficacy on improving fat homeostasis through LC-MS, GC-MS, ORO staining, Nile red staining, WB, qRT-PCR, and so on. Furthermore, we will discuss that the response of different bacterial species to EGCG on regulating fat homeostasis. Our work will provide a new idea for characterizing the role of bacteria in the host response to EGCG (tea or dietary polyphenol), and vital evidences for personalized tea and proper use of EGCG (dietary polyphenols) in precise nutrition.

茶多酚EGCG是绿茶中最重要的活性物质。EGCG活性在个体间存在较大差异，菌群可能是影响其活性的关键因素。EGCG改善肠道菌群研究较多，但细菌对EGCG活性的影响则鲜有报道。秀丽线虫及其细菌食物是研究宿主-细菌相互作用的重要体系。申请人前期研究表明，大肠杆菌OP50活性显著影响EGCG减少线虫脂肪含量这一生物效应，活OP50使EGCG功效更显著。因此，申请人拟以秀丽线虫和细菌为主要研究对象，采用LC-MS、GC-MS、油红O染色、尼罗红染色、免疫印迹和qRT-PCR等方法和技术，阐释线虫-OP50共代谢影响EGCG维护脂稳态活性的作用机制，并进一步探讨细菌类型对EGCG调节宿主脂稳态的影响。本项目的顺利实施将为诠释细菌在EGCG（茶叶或膳食多酚）生物活性行使过程中的作用及其机制研究提供新的思路，将为个性化饮茶和EGCG（膳食多酚）在精准营养的合理应用提供重要理论依据。

茶多酚EGCG是绿茶中最重要的活性物质。EGCG活性在个体间存在较大差异，菌群可能是影响其活性的关键因素。EGCG改善肠道菌群研究较多，但细菌对EGCG活性的影响则鲜有报道。秀丽线虫及其细菌食物是研究宿主-细菌相互作用的重要体系。本项目研究表明：肠杆菌OP50活性显著影响EGCG减少线虫脂肪含量这一生物效应，活OP50使EGCG功效更显著。分子机制研究发现：EGCG直接调节宿主脂稳态主要与脂质分解和β氧化代谢相关，可能与脂质合成无关；EGCG-E. coli OP50共同作用调节宿主脂稳态可能还与先天性免疫（innate immunity）通路有关。另外，EGCG干预后的OP50并不影响宿主脂稳态。以大肠杆菌-秀丽线虫系统为主要研究模型，研究绿茶缓解空气污染物纳米级细颗粒物(nPM)诱导的脂肪积累中的重要作用发现：nPM作用于大肠杆菌OP50中的饱和脂肪酸/不饱和脂肪酸比率，进而诱导秀丽线虫的宿主脂质累积；膳食油酸或绿茶可有效缓解nPM诱导的秀丽线虫的脂肪沉积。这些结果揭示了调节宿主脂质代谢的绿茶-环境（nPM）-微生物-宿主代谢轴的互作，描述了 nPM、微生物和宿主生理学之间的确切关系，发现了SBP-1/MDT-15复合物对绿茶调节宿主脂稳态的重要作用。.茯砖茶是微生物发酵茶，含有大量的EGCG微生物代谢产物，且具有较好的降脂减肥活性，是阐释EGCG微生物代谢物调节宿主脂稳态的重要研究对象。本项目研究结果表明：茯砖茶缓解了高糖饮食对缩短寿命的影响，但不延长正常饮食的寿命或增强宿主氧化应激能力；茯砖茶可以延长健康寿命并减轻富含葡萄糖的饮食的不利影响；茯砖茶依赖于DAF-16/FOXO-IIS通路来延长寿命并降低富含葡萄糖饮食的脂肪含量；然而，茯砖茶靶向SKN-1/Nrf-p38 MAP途径降低AGEs水平；在正常和零胆固醇饮食下，茯砖茶显著减少秀丽线虫脂肪储存，而在高胆固醇饮食下，茯砖茶且显著促进秀丽线虫脂质积累；胆固醇影响茯砖茶调节宿主脂稳态与SBP-1/MDT-15复合体相关。.综上所述，这些结果为为诠释细菌在EGCG（绿茶）生物活性行使过程中的作用及其机制研究提供新的思路，将为个性化饮茶和EGCG在精准营养的合理应用提供重要理论依据。