研究背景 

扑热息痛（PAM）是世界上最常用的镇痛解热的药物之一。在肝酶细胞色素P450 Cyp2E1和Cyp1A2PAM酶的作用下，PAM转化为一种高活性的代谢物乙酰对位苯醌亚胺(NAPQI)，通过与谷胱甘肽(GSH)偶联可解毒为无毒的谷胱甘肽-NAPQI。然而，PAM过量使用时，过量的（NAPQI）消耗GSH储存，不可逆地与肝细胞蛋白结合，并通过产生活性氧(ROS)引起氧化损伤，导致肝细胞凋亡和坏死。关于亚麻籽木脂素在多大程度上减轻PAM引起的肝损伤，以及它与肠道菌群和代谢物的变化之间的关系，文献报道较少。本研究将16S rDNA微生物组分析与血清代谢组技术相结合，探讨亚麻籽木脂素对PAM过量诱导的肝毒性的保护作用，并探讨其可能的机制。百易汇能承担了本次的测序服务工作。

研究思路 

图1  实验组别设置

研究主要结果

1  亚麻籽木质素减轻PAM导致的肝损伤

为了研究亚麻籽木脂素对PAM所致的肝损伤的影响。作者通过肝组织HE染色、血清和肝组织生化指标检测，发现亚麻籽木脂素能减轻肝损伤的程度；高剂量亚麻籽木脂素预处理（hSDG组）后小鼠血清ALT、AST、TBi3种酶活性降低；肝脏组织中，高剂量亚麻籽木脂素预处理（hSDG组）显示SOD和GSH 水平升高。

2  亚麻籽木脂素调节PAM诱导的肠道菌群结构

通过16S rDNA测序探究亚麻籽木脂素预处理对肠道菌群的影响。研究结果表明，高剂量亚麻籽木脂素预处理（hSDG组）后可以提高小鼠微生物群落的均匀性和丰富度。在属水平上，等量生理盐水预处理（PAM组）后不动杆菌(Acinetobacter)丰度显著增加。与NC组相比，它还减少了Allobaculum, Akkermansia, Allistipes, Lactobacillus和Bifidobacterium的丰度。水飞蓟素预处理（SIM组）和亚麻籽木脂素预处理（SDG组）均恢复了Allistipes的丰度，抑制了不动杆菌的丰度。此外，与等量生理盐水预处理（PAM组）相比，水飞蓟素预处理（SIM组）恢复了减少的Akkermansia，而亚麻籽木脂素修复了减少的Allobaculum。值得注意的是，除了Allobaculum外，亚麻籽木脂素组无法调节PAM诱导小鼠的其他菌属。

图2 SIM和亚麻籽木脂素对粪便中微生物多样性和结构的影响

3  亚麻籽木脂素改变PAM诱导的血清代谢物组成

利用LC-MS分析血清样本的代谢物，本研究中，作者重点研究了SDG组和PAM组中显著调节的代谢物。结果显示，16种代谢物被显著调节，表明它们有可能作为肝损伤小鼠预给药亚麻籽木脂素的生物标志物，这些代谢物主要属于脂类和类脂分子、有机氧化合物、有机酸及其衍生物、苯基丙烷类和聚酮类、吲哚-3-丙酸。

4  肠道微生物群的调节与代谢组改变有关

通过Spearman相关分析，评估肠道微生物组中显著改变的细菌与转氨酶和氧化应激相关参数之间的潜在联系以及检验代谢产物改变与生化参数改变之间的关系。结果显示，15种细菌属与至少一种生化标志物呈正相关或负相关。重点关注的代谢物与差异菌属呈现一定的相关性。

图3  调节肠道菌群、生化参数和代谢物变化之间的相关性

研究结论

本研究表明，亚麻籽木脂素对PAM引起的小鼠肝损伤具有保护作用。这种保护可能是由于恢复转氨酶水平(AST和ALT)和氧化应激(SOD和GSH)的减少，以及保存肝细胞。此外，亚麻籽木脂素通过促进Alistipes属和分解亚麻籽木脂素的细菌(如Ruminococcus)产生磺胺脂(SLs)来影响肠道微生物群的组成。它还能抑制致病菌的生长，如不动杆菌和梭状芽胞杆菌。肠道菌群的这些变化可能与代谢物的改变有关，包括牛磺酸和下丘脑胺代谢，以及苯丙氨酸途径代谢。这种微生物群与代谢物的相关性为研究亚麻籽木脂素的预防作用提供了新的视角。总之，本研究结果表明，亚麻籽木脂素在减轻PAM诱导的小鼠肝损伤方面具有显著的潜力。