npj Science of Food (IF=9.7，1區)｜蘿卜硫苷前體GRE改善西方飲食誘導肥胖與MASLD：重塑腸菌、恢復嘌呤代謝物，調控腸-肝軸！

2026年7月11日，韓國食品研究院Ho-Young Park教授團隊等，聯合韓國科學技術聯合大學院大學、Hamsoa Pharmaceutics等單位，在npj Science of Food （中科院1區，TOP期刊，IF=9.7）在線發表題為“Dietary glucoraphenin ameliorates obesity and steatotic liver disease associated with gut dysbiosis induced by a Western diet in mice”的研究論文。該文于2025年12月19日投稿，2026年7月6日接收。

該研究聚焦西方飲食誘導的肥胖、腸道菌群失衡和代謝功能障礙相關脂肪性肝病（metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease，MASLD），評估蘿卜葉和蘿卜芽中主要硫代葡萄糖苷成分——glucoraphenin（GRE）的代謝保護作用。結果顯示，在西方飲食背景下，每日補充1 mg/kg體重GRE、連續8周，可降低小鼠體重增加、脂肪量、附睪白色脂肪組織重量和血清瘦素水平，抑制脂肪組織脂肪生成并增強脂解；同時，GRE可降低血清ALT、AST和肝臟甘油三酯積累，抑制肝臟FAS、SREBP1、mTOR、SCD1、ACC和ChREBP等脂質生成相關蛋白表達。

更重要的是，該研究將GRE的作用進一步連接到腸道環境和腸-肝軸：GRE可恢復西方飲食造成的結腸黏液減少、菌群豐富度和多樣性下降，并調節血清支鏈氨基酸及菌群來源嘌呤代謝物，如肌苷和次黃嘌呤。整體來看，該研究提示GRE可能通過協同調節脂質代謝、腸道屏障和菌群代謝，緩解西方飲食相關的肥胖和MASLD。需要強調的是，研究證據主要來自小鼠模型，不能直接等同于人體減重或治療脂肪肝療效。

?獲取原文PDF文件，請關注本公眾號，并在后臺私信留言“20260715-2”，可自助獲取！！！

?或請關注本公眾號“代謝與整合生物學”，然后點擊下方鏈接，自動跳轉下載頁面：

代謝與整合生物學微信公眾號-20260716.pdf

【摘 要】

西方飲食可促進肥胖、腸道菌群失衡以及代謝功能障礙相關脂肪性肝病（MASLD）的發生。本研究評估了glucoraphenin（GRE）對西方飲食誘導的小鼠代謝紊亂和腸道功能障礙的影響。GRE是蘿卜（Raphanus sativus L.）葉和蘿卜芽中主要的硫代葡萄糖苷成分。

在西方飲食背景下，連續8周攝入1 mg/kg體重GRE，可顯著降低多項脂肪生成相關指標，包括體重增加、脂肪細胞肥大和血清瘦素水平。脂肪組織中脂肪生成與脂解相關蛋白表達的顯著變化，進一步支持了這一結果。

GRE給藥還可抑制MASLD發展，其表現為血清丙氨酸氨基轉移酶（alanine aminotransferase，ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（aspartate aminotransferase，AST）水平下降，并抑制肝組織中脂肪酸合酶（fatty acid synthase，FAS）、固醇調節元件結合蛋白1（sterol regulatory element-binding protein 1，SREBP1）、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）、硬脂酰輔酶A去飽和酶1（stearoyl-CoA desaturase 1，SCD1）、乙酰輔酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACC）和碳水化合物反應元件結合蛋白（carbohydrate-responsive element-binding protein，ChREBP）的表達。

此外，GRE可有效防止西方飲食導致的腸道菌群豐富度和多樣性下降，并恢復血清支鏈氨基酸以及菌群來源嘌呤代謝物，包括肌苷和次黃嘌呤。上述結果表明，GRE可能通過協同調控脂質代謝和腸-肝軸，緩解西方飲食誘導的肥胖和MASLD。

關鍵詞：glucoraphenin；肥胖；腸道菌群失衡；代謝功能障礙相關脂肪性肝病；西方飲食

01

研究背景及科學問題

近年來，肥胖和代謝功能障礙相關脂肪性肝病（MASLD）的全球患病率持續上升，已經成為重要公共衛生問題。這類代謝疾病的增加，與高脂、高糖、加工食品攝入增加等西方生活方式和西方飲食模式的廣泛流行密切相關。在這種背景下，開發可及、安全且有效的策略，用于預防或緩解飲食誘導的代謝性疾病，具有迫切需求。基于功能食品的干預策略，例如草本提取物及其生物活性成分，可能成為值得關注的方向。

腸道環境在維持全身代謝穩態中發揮重要作用，其紊亂已被認為是代謝疾病發生的重要因素。腸道菌群失衡通常表現為有益微生物減少、有害微生物增加以及菌群多樣性下降。西方飲食可誘導腸道菌群失衡，破壞腸屏障完整性，并加重系統性炎癥、肥胖和代謝性疾病。因此，恢復平衡的腸道菌群并改善腸道環境，被認為是預防代謝紊亂的潛在策略。

Glucoraphenin（GRE）是蘿卜葉和蘿卜芽中富含的主要硫代葡萄糖苷，可被黑芥子酶水解為蘿卜硫素類活性異硫氰酸酯sulforaphene。作者團隊此前研究顯示，蘿卜葉可在西方飲食誘導的小鼠模型中發揮抗肥胖和抗MASLD作用，提示其具有作為功能食品來源的價值。鑒于GRE是蘿卜葉中富集的主要活性成分之一，研究者推測GRE可能參與這些代謝保護作用。然而，GRE在預防西方飲食誘導的肥胖和MASLD中的具體作用此前尚未得到系統研究。

本研究旨在闡明GRE對西方飲食誘導肥胖和腸道菌群失衡的保護機制。研究在小鼠模型中評估了GRE對代謝生物標志物、肝臟和脂肪組織脂質代謝、腸道環境、腸道菌群失衡以及代謝組譜的影響。

02

重要發現及亮點

GRE降低西方飲食誘導的體重增加、脂肪量和血清瘦素水平

研究首先評估GRE對西方飲食誘導肥胖表型的影響。與普通飲食組相比，西方飲食組小鼠最終體重增加顯著升高。綠茶提取物（green tea extract，GTE）陽性對照組和GRE組體重增加均較西方飲食組顯著降低。值得注意的是，普通飲食組、西方飲食組、GTE組和GRE組之間食物攝入量并無顯著差異，提示GRE對體重增加的影響并非簡單由攝食減少造成。

與普通飲食相比，西方飲食顯著增加小鼠肝臟重量、附睪白色脂肪組織（epididymal white adipose tissue，eWAT）重量和脂肪量；而GRE干預可顯著抑制這些指標升高。此外，西方飲食組血清瘦素水平升高，而GRE組血清瘦素水平較西方飲食組顯著降低。瘦素與脂肪組織儲量和代謝紊亂密切相關，因此這些結果提示，GRE可緩解西方飲食誘導的肥胖相關表型。

圖1：glucoraphenin攝入對西方飲食誘導肥胖小鼠模型中肥胖相關生物標志物的影響。所有小鼠被分為四組：普通飲食組（normal diet-fed group，ND）、西方飲食組（Western diet-fed group，WD）、西方飲食聯合綠茶提取物組（WD administered with green tea extract group，GTE）和西方飲食聯合glucoraphenin組（WD administered with glucoraphenin group，GRE）。（A）各組小鼠體重增加情況。（B）8周喂養期間的食物攝入量。（C）肝臟重量。（D）白色脂肪組織重量。（E）代表性身體組成圖像和脂肪量。（F）血清瘦素水平。數值表示均值±標準誤（n=9，A—D和F；n=6，E）。對于圖1A結果，采用雙因素方差分析并進行Tukey多重比較檢驗分析統計學顯著性；與WD組比較，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。對于圖1B—F結果，帶有不同字母的數據表示組間存在顯著差異（p<0.05），該結果由單因素方差分析并進行Duncan多重范圍檢驗得出。

GRE抑制脂肪細胞肥大并調節脂肪組織脂質代謝

研究進一步觀察eWAT組織學變化。H&E染色顯示，西方飲食組脂肪細胞大小約為普通飲食組的3倍，提示西方飲食明顯誘導脂肪細胞肥大。GRE干預顯著抑制西方飲食誘導的脂肪細胞面積增加。

在脂質代謝相關蛋白層面，西方飲食顯著上調eWAT中多種脂質合成相關蛋白，包括ACC、SREBP1、SCD1和FAS，而GRE處理顯著降低這些蛋白表達。相反，脂解相關蛋白脂肪甘油三酯脂肪酶（adipose triglyceride lipase，ATGL）在西方飲食組中明顯降低，而GRE給藥可提升ATGL表達。該結果提示，GRE不僅可抑制脂肪組織中新生脂肪生成，還可能增強脂肪分解，從而減少脂肪堆積。

圖2：glucoraphenin攝入對西方飲食誘導肥胖小鼠模型附睪白色脂肪組織（eWAT）組織學和Western blot結果的影響。所有小鼠被分為四組：普通飲食組（ND）、西方飲食組（WD）、西方飲食聯合綠茶提取物組（GTE）和西方飲食聯合glucoraphenin組（GRE）。（A）各組小鼠eWAT的蘇木精-伊紅（hematoxylin and eosin，H&E）染色結果。（B）使用eWAT進行Western blot檢測脂質代謝相關蛋白表達的結果。數值表示均值±標準誤（n=3）。帶有不同字母的數據表示組間存在顯著差異（p<0.05），該結果由單因素方差分析并進行Duncan多重范圍檢驗得出。

GRE降低肝損傷血清指標并改善西方飲食誘導的肝臟脂肪變

實驗結束后，研究檢測西方飲食小鼠的血清生物標志物。結果顯示，西方飲食組血清ALT和AST水平顯著高于普通飲食組，提示肝損傷風險增加。GRE給藥可顯著降低ALT和AST水平，說明其對西方飲食誘導的肝損傷具有一定緩解作用。

隨后，研究進一步評估肝臟脂質蓄積。與普通飲食組相比，西方飲食組肝臟甘油三酯含量明顯增加；GTE和GRE處理均顯著降低肝臟甘油三酯水平。油紅O染色顯示，西方飲食誘導肝組織脂質沉積，而GRE顯著減少該脂質沉積。H&E染色和MASLD活動評分（MAS）進一步表明，GRE可降低脂肪變、炎癥、肝細胞氣球樣變以及總體MAS評分。值得注意的是，GRE對西方飲食誘導MAS升高的抑制效果，接近陽性對照GTE組。

在肝臟脂質生成機制方面，Western blot結果顯示，西方飲食顯著上調肝組織中FAS、SREBP1、mTOR、SCD1、ACC和ChREBP表達，而GRE處理可顯著降低這些蛋白水平。由于SREBP1、mTOR和ChREBP均參與驅動肝臟新生脂肪生成，GRE對這些蛋白的抑制提示其可能通過抑制肝臟脂質合成通路改善MASLD。

圖3：glucoraphenin攝入對西方飲食誘導肥胖小鼠模型肝組織組織學和Western blot結果的影響。所有小鼠被分為四組：普通飲食組（ND）、西方飲食組（WD）、西方飲食聯合綠茶提取物組（GTE）和西方飲食聯合glucoraphenin組（GRE）。（A）血清丙氨酸氨基轉移酶（ALT）水平。（B）血清天冬氨酸氨基轉移酶（AST）水平。（C）各組小鼠肝組織甘油三酯含量。（D）使用肝組織進行油紅O（Oil red O，ORO）染色的結果。（E）使用肝組織進行蘇木精-伊紅（H&E）染色的結果。（F）使用肝組織進行Western blot檢測脂肪生成相關蛋白表達的結果。數值表示均值±標準誤（n=9，A—C；n=3，D—F）。帶有不同字母的數據表示組間存在顯著差異（p<0.05），該結果由單因素方差分析并進行Duncan多重范圍檢驗得出。

GRE改善結腸黏液生成并緩解西方飲食誘導的腸道菌群失衡

腸屏障和菌群穩態是西方飲食相關代謝紊亂的重要環節。結腸組織Alcian blue染色顯示，西方飲食組黏蛋白生成減少，表現為Alcian blue染色面積下降。GTE和GRE干預均顯著增加染色面積，提示GRE可能有助于恢復腸道黏液屏障。

為進一步分析GRE對腸道環境的影響，研究對第8周采集的糞便樣本進行16S rRNA擴增子測序。α多樣性分析顯示，西方飲食顯著降低反映物種豐富度和多樣性的Shannon指數和ASV水平；而GRE干預顯著恢復這種多樣性下降。基于weighted UniFrac距離的主坐標分析（principal coordinate analysis，PCoA）顯示，西方飲食組與普通飲食組菌群組成明顯分離；而GRE組菌群結構更接近普通飲食組。

在門水平上，西方飲食誘導Bacillota增加、Bacteroidota減少，而GRE干預明顯逆轉這一變化。在屬水平上，普通飲食組富集多個菌屬，包括Limosilactobacillus、Muribaculum、Lactobacillus、Sangeribacter、Bacteroides、Paramuribaculum、Parabacteroides、Schaedlerella和Desulfovibrio；而西方飲食組以Enterococcus和Adlercreutzia豐度增加為特征。值得注意的是，與西方飲食組相比，GRE攝入形成了不同的富集模式，提示GRE可重塑西方飲食誘導的菌群失衡。

圖4：glucoraphenin攝入對西方飲食誘導肥胖小鼠模型結腸組織組織學和微生物組成的影響。所有小鼠被分為四組：普通飲食組（ND）、西方飲食組（WD）、西方飲食聯合綠茶提取物組（GTE）和西方飲食聯合glucoraphenin組（GRE）。（A）使用結腸組織進行Alcian blue染色的結果。（B）糞便樣本中的α多樣性指數圖。（C）基于樣本間Weighted UniFrac距離的主坐標分析結果。（D）門水平結腸微生物相對豐度。（E—F）線性判別分析（linear discriminant analysis，LDA）柱狀圖，顯示通過LEfSe分析識別出的差異豐度菌屬，分別比較ND組與WD組（E）以及WD組與GRE組（F）（Kruskal-Wallis檢驗，p<0.05；LDA score>2.0）。數值表示均值±標準誤（n=3，A；n=3籠，B—F；每籠3只小鼠）。帶有不同字母的數據表示組間存在顯著差異（p<0.05），該結果由單因素方差分析并進行Duncan多重范圍檢驗得出。

GRE調節糞便和血清代謝物譜，恢復部分與腸屏障和代謝穩態相關的代謝物

為確定GRE對西方飲食小鼠代謝物變化的影響，研究對糞便和血清樣本中的45種代謝物進行分析。糞便樣本中，西方飲食顯著升高多數氨基酸水平；GRE干預可逆轉這些變化趨勢，但總體未達到顯著差異。

相比之下，GRE對血清代謝物的影響更為明顯。西方飲食顯著降低血清中異亮氨酸、脯氨酸、反式-4-羥脯氨酸、纈氨酸、肌苷和次黃嘌呤水平，而GRE給藥可顯著恢復這些代謝物。異亮氨酸和纈氨酸屬于支鏈氨基酸，與飲食誘導肥胖和氨基酸代謝穩態密切相關；反式-4-羥脯氨酸與膠原代謝和腸道屏障相關；肌苷和次黃嘌呤則屬于菌群相關嘌呤代謝物，既往研究提示其可能參與黏膜屏障功能維持。需要注意的是，采用錯誤發現率（false discovery rate，FDR）校正后，組間顯著差異代謝物數量減少；在GRE與西方飲食組比較中，僅亮氨酸在FDR校正后仍保持顯著。因此，作者認為這些代謝變化更多提示相關性，仍需進一步因果驗證。

圖5：glucoraphenin攝入對西方飲食誘導肥胖小鼠模型糞便和血清代謝物的影響。所有小鼠被分為四組：普通飲食組（ND）、西方飲食組（WD）、西方飲食聯合綠茶提取物組（GTE）和西方飲食聯合glucoraphenin組（GRE）。熱圖比較WD組中的（A）糞便代謝物和（B）血清代謝物（n=9，A；n=3籠，B；每籠3只小鼠）。與ND組比較，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。與WD組比較，<0.05，#<0.01。

【貢獻】★★★★★

本研究證實，TGP可通過靶向SLC7A5-亮氨酸-mTOR信號軸抑制HNSCC。具體而言，TGP下調SLC7A5表達，減少亮氨酸攝取，降低亮氨酸下游代謝物KIC水平，并抑制mTOR、ULK1和S6K磷酸化，從而限制HNSCC細胞增殖、克隆形成、遷移和EMT進程，并促進細胞凋亡。

體內實驗顯示，TGP可抑制CAL27、FADU和SCC7模型中的腫瘤生長，并降低腫瘤組織SLC7A5表達和亮氨酸積累，同時在免疫完整小鼠模型中改善免疫抑制性腫瘤微環境。SLC7A5過表達和mTOR激活可削弱TGP的抗腫瘤效應，而SLC7A5敲低和mTOR抑制可模擬TGP作用，進一步支持SLC7A5-亮氨酸-mTOR軸是TGP發揮作用的關鍵通路。

該研究不僅拓展了天然產物調控腫瘤代謝重編程的機制認識，也為將TGP開發為HNSCC潛在低毒治療候選藥物提供了臨床前證據。不過，研究仍存在局限：尚未使用患者來源異種移植瘤（PDX）模型驗證個體化腫瘤異質性；TGP下調SLC7A5的上游分子機制仍未闡明；未來還需進一步評估TGP與HNSCC標準治療方案聯用時是否具有協同潛力。

免責聲明：本公眾號尊重并倡導保護知識產權，本文所引述觀點、言論、圖片及其他信息僅供參考和資訊傳播之目的，希望能給讀者帶來科研的靈感。文章素材來源于NPJ science of food官網原文編譯，部分來源在線網站，如涉及版權，聯系刪除！

【中科院1區｜肝臟與胃腸病學TOP期刊】

【中科院1區｜Cell子刊】

【中科院1區｜材料學TOP期刊】