Nature 子刊：灵芝通过调节肠道菌群结构谱缓解小鼠肥胖
一、导读
两千多年来，中医药为中华民族的医疗健康事业做出了巨大的贡献，但是，多年来很多中药的机制我们说不清道不明，这阻碍了中医药现代化和国际化。
来自长庚大学的研究人员通过一系列很严谨的、层层递进的实验发现，灵芝水提物可能通过调节肠道菌群结构谱而缓解小鼠肥胖，而且，其主效成分可能是其中分子量大于30万Da的多糖组分。该成果于2015年发表于Nature Communications。该工作为我们研究中医药的机制指出一个新的方向，而且对中药加工有重要的指导意义。
我国微生态学创始人魏曦教授曾预言：“微生态学很可能成为打开中医奥秘大门的一把金钥匙”。随着高通量测序技术的快速发展及肠道菌群作用的大发现，中医药微生态研究的大好时机已经到来，我们应该投入更多的资源开展这方面的工作。我们愿与各位同仁共同努力，推动中医药微生态研究的发展，推动中医药的现代化和国际化。
二、论文ID
原名：Ganoderma lucidum reduces obesity in mice by modulating the composition of the gut microbiota
译名：灵芝通过调节肠道菌群结构谱缓解小鼠肥胖
期刊：Nature Communications
IF：12.124
发表时间：2015年
通信作者：Chih-Jung Chang
通信作者单位：长庚大学
三、实验设计
四、实验结果
1.第一证据链：检测高脂饮食组，以及高脂饮食+灵芝水提物干预组小鼠多项生理生化指标及肠道菌群结构谱的变化，同时用正常饮食组以及正常饮食+灵芝水提物干预组作为对照，发现灵芝水提物不仅可以降低高脂饮食小鼠体重、炎症和胰岛素抵抗，还可以降低肠道菌群的厚壁菌门／拟杆菌门比值（该比值升高是肥胖人群和高脂饮食小鼠肠道菌群的特征）和内毒素浓度，同时维持肠屏障完整性。
图1 灵芝水提物降低高脂饮食小鼠的体重和积累的脂肪含量
注：Chow表示正常饮食的小鼠；HFD表示高脂饮食的小鼠；HFD+8%表示高脂饮食的同时喂养浓度为8%的灵芝水提物；其他的依次类推。下面各图与此相同。e图是附睾的脂肪细胞的大小；g图是肝脏脂质含量（油红O染色，越红意味着脂肪含量越高）。多个指标一致表明，不同浓度的灵芝水提物能缓解高脂饮食小鼠的肥胖，而且以浓度为8%的效果较好。
图2 灵芝水提物降低了高脂饮食小鼠肝脏和脂肪组织（adipose tissues ）中促炎症细胞因子基因的表达
注：检测了以上PAI-1（Ⅰ型纤溶酶原激活物抑制因子）等5种促炎症细胞因子相关基因的相对表达量。多个指标同时表明，不同浓度的灵芝水提物能降低高脂饮食小鼠促炎症因子相关基因的表达量，而且以浓度为8%的效果较好。
图3 灵芝水提物降低了高脂饮食小鼠血液脂多糖（LPS）和Toll样受体4（TLR4）相关信号通路相关蛋白的表达量
注：α-Actin和T-JNK都是内参（不同状态下其表达量一样）；P-JNK表示磷酸化的应激活化蛋白激酶。多个指标同时表明，不同浓度的灵芝水提物能降低高脂饮食小鼠TLR4相关信号通路相关蛋白的表达量，而且普遍以浓度为8%的效果较好。
图4 灵芝水提物改变小鼠肠道细菌菌群结构谱
注：通过PCoA、多元方差分析、柱形图和RDA分析等多种形式来说明在灵芝水提物的干预下，肠道细菌菌群结构谱发生了变化。总的来说，在灵芝水提物的干预下，高脂饮食小鼠体内那些跟肥胖正相关的菌（如Enterococcus spp. ）的丰度降低；而跟肥胖负相关的菌（如Bacteroides spp. ）的丰度升高；厚壁菌门／拟杆菌门比值下降。
2.第二证据链：为了验证灵芝水提物干预的小鼠的肠道菌群能否缓解高脂饮食小鼠的肥胖，向高脂饮食组小鼠移植灵芝水提物干预组的粪便，并检测移植后小鼠的多项生理生化指标及肠道菌群结构谱的变化。发现将喂养灵芝水提物的小鼠粪便移植给高脂饮食小鼠，与直接喂食灵芝水提物效果类似。
图5 将灵芝水提物干预后的小鼠的粪便移植给高脂饮食的小鼠后，受体鼠的体重及脂肪含量降低
注：Chow→HFD 表示移植了正常饮食小鼠粪便后的高脂饮食的小鼠；8% WEGL (Chow)→HFD 表示移植了正常饮食而且受浓度为8%的灵芝水提物干预的小鼠粪便后的高脂饮食的小鼠；其他依此类推。下面各图与此相同。为了观察不同粪便移植后的小鼠的体重的变化，检测了体重等4个指标。总的来说，向高脂饮食小鼠移植灵芝水提物干预后的小鼠的粪便，受体鼠体重下降。
图6 粪便移植后的小鼠的促炎症因子和肠道紧密连接蛋白的检测
注：利用qRT–PCR 检测了白介素6等4个促炎症因子及Occludin 与ZO-1两个紧密连接蛋白相应基因的表达量，同时还检测了这两个紧密连接蛋白的表达量。总的来说，向高脂饮食小鼠移植灵芝水提物干预后的小鼠的粪便，受体鼠多个促炎症因子基因表达量下降，紧密连接蛋白表达量提高。
图7 灵芝水提物改变粪便移植后的小鼠肠道细菌菌群结构谱
注：通过PCoA、多元方差分析、柱形图和RDA分析等多种形式来说明在灵芝水提物的干预下，肠道细菌菌群结构谱发生了变化。总的来说，将喂养灵芝水提物的小鼠粪便移植给高脂饮食小鼠，与直接喂食灵芝水提物效果类似。
3.第三证据链：按分子量的差异，将灵芝水提物中的多糖组分分离为四组，并用于喂养正常饮食或高脂饮食的小鼠，同时用浓度为8%的灵芝水提物做对照，检测多项体重相关指标。发现，单独用灵芝水提物中大于30万Da的多糖组分喂养高脂饮食小鼠，与直接喂食灵芝水提物效果类似，这意味着该部分可能是主效成分。
表1 灵芝菌丝水提物中多糖分子各亚组的分子量
表2 灵芝菌丝水提物中第一多糖亚组中的各单糖组分（大于30万Da）
图8 灵芝水提物中多糖对高脂饮食小鼠体重和脂肪积累的影响
注：HFD+G1表示用灵芝菌丝水提物中多糖分子中第一亚组成分干预的高脂饮食的小鼠；HFD+8%表示用浓度8%的灵芝水提物干预的高脂饮食的小鼠；其他的依次类推。在图b-e各图中，如果柱子顶端的字母相同，表示两个柱子所代表的两组样品没有显著性差异（各图所检测的指标）；否则就有。检测了体重肝重等5个相关指标。总的来说，单独用灵芝水提物中大于30万Da的多糖组分喂养高脂饮食小鼠，与直接喂食灵芝水提物效果类似。
六、研究结论
综合以上三条证据链的结果得出结论，灵芝水提物可能通过调节肠道菌群结构谱而缓解小鼠肥胖，而且，其主效成分可能是其中分子量大于30万Da的多糖组分。
七、点评
该实验设计非常严谨，多指标相互验证，同时层层递进，犹如剥洋葱，渐见内核，而且结果很漂亮。依靠一环扣一环的三条证据链发现灵芝水提物缓解小鼠肥胖的机制及其主效成分。
如果该实验所用样品是人的，那其研究意义将大幅度提高，因为小鼠的肠道菌群和人的毕竟相差很多，而根据该研究灵芝水提物是通过肠道菌群而缓解肥胖的，而且，该研究所用的小鼠不是肠道菌群人源化的。
越来越多的报道提示，至少有些中药很可能通过肠道菌群而起药理作用，所以，建议尽量用临床标本开展中医药微生态研究，如果没办法得用模型动物，那也要尽量用肠道菌群人源化的动物，否则得到的结论可能与实际情况相差较远甚至相反。