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文章标题：Pu-erh Tea Restored Circadian Rhythm Disruption by Regulating2 Tryptophan Metabolism

发表期刊：Journal of Agricultural and Food Chemistry

影响因子：5.895

合作单位：西南大学

百趣生物提供服务：色氨酸代谢检测

研究背景

茶作为一种功能饮品，含有丰富的多酚和氨基酸，具有调节和改善昼夜节律紊乱CRD的潜力。因此，普洱茶作为一种日常茶饮，可以作为CRD预防和治疗的可选替代品之一。研究发现，普洱茶提取物可以通过调节胆汁酸介导的肠肝循环来缓解CRD诱导的小鼠的糖脂和氮代谢。然而，评估普洱茶是否能缓解熬夜后的头晕、嗜睡和精神抑郁是不够的。近年来，色氨酸代谢已显示出改善神经退行性疾病和代谢性疾病的潜力。因此，本研究的目的是阐明普洱茶是否通过调节色氨酸代谢来保护健康小鼠免受CRD的影响。

研究方法

将小鼠随机分为W组（饮水组）和T组（饮用0.25%浓度普洱茶）。在将W组和T组随机分为CK-T、CK-W、CRD-T和CRD-W四组，不同分组光照时间（如图1）所示。采集小鼠血清、组织、粪便样本进行检测。

图1. 实验设计示意图

实验结果

01普洱茶减轻CRD对代谢的损害

普洱茶减缓了CRD引起的血清总胆汁酸含量的增加，增加了粪便中胆汁酸的代谢（图2A，B）。这表明CRD处理小鼠的氮代谢异常，普洱茶可以通过促进胆汁酸代谢来减少脂质沉积。此外，普洱茶还恢复了CRD诱导的肝节律基因振荡（图2C-F）。

图2. 普洱茶改善慢性肾衰小鼠糖脂和氮代谢

02普洱茶改善CRD治疗小鼠的大脑信号传导

CRD处理的小鼠大脑中没有神经递质（GABA、多巴胺和5-HT）的节律性表达（图3A-C）。qPCR对节奏基因表达结果的分析表明，普洱茶调节了Bmal1和Per1基因的振荡，上调了CRD减弱的Clock和Cry1基因的趋势（图4D-G）。此外， CRD显著增加了大脑中的IDO酶活性（图5I）并加速了色氨酸代谢。而大脑中的高色氨酸消耗（图5H）加速了KYNA和QUIN在大脑中的积累（图5J，K），增加了脑部炎症的风险。与饮水组（CK-W，CRD-W）相比，普洱茶组（CK-T，CRD-T）的色氨酸含量显著升高，显著抑制了CRD诱导的异常色氨酸代谢。

图3. 不同处理组小鼠脑内GABA、多巴胺和5-羟色胺在不同时间段的释放

图4. BMal1、Clock、Cry1和PER1在脑内的相对mRNA表达水平

图5. 色氨酸代谢产物色氨酸的含量

03普洱茶可减少CRD治疗小鼠的肠道氧化应激介导的炎症

CRD导致肠道中活性氧(ROS)的形成及其相关蛋白NOX2和NOX4的表达增加（图6A，B）。普洱茶通过上调抗氧化途径蛋白（Nrf2/HO-1）的表达来降低活性氧。随着ROS的减少，肠道炎症通路显著下调，从而保护了肠道组织（图6C、D）。

图6. 普洱茶可减少小肠的氧化应激和炎症

04普洱茶重塑了CRD治疗小鼠的肠道微生物

不同处理之间的物种丰富度没有显著变化（图7A）。基于ANOSIM的主成分分析(PCA)揭示了每组肠道微生物群的不同簇(图7B)。CRD-T和CRD-W组之间存在部分交叉，与CK组显著分离，表明CRD显著干扰肠道微生物的组成。基于Bray-Curtis距离，NMDS分析的结果也证实了这一结论（图7C）。

图7. 普洱茶重塑CRD治疗小鼠的肠道微生物

05普洱茶改变了CRD治疗小鼠的微生物代谢物

在CK组中的小鼠SCFA显示出昼夜节律变化（图8A-F）。异丁酸、异戊酸和戊酸的峰值出现在开灯4小时后，而乙酸、丙酸和丁酸的最低值出现在第16小时。除丙酸外，CK-T组的含量均高于CK-W组，说明普洱茶增加了体内SCFAs的产生。CRD扰乱了SCFA的生产。尤其是乙酸、异丁酸、异戊酸和戊酸的含量显著降低，CRD处理后其节律丧失。普洱茶促进了短链脂肪酸的产生并改善了CRD处理小鼠的节律振荡。异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸受普洱茶影响最大，其峰值与CK-T相当甚至超过CK-T，但有节律性观察到相移。

色氨酸代谢结果表明，所有样品均具有明显的聚集性（图9A，B）。OPLS-DA模型使用200次位移测试进行了验证，没有发生过拟合（图9C，D）。然后，我们筛选了VIP>1的前10种代谢物，用于分析的主要差异代谢物（图9E，F）。CRD-W组显著提高了3-HK、KYN、KYNA和Xa的浓度（图8G）。与饮用普洱茶（CRD-T组）相比，普洱茶对IAA、吲哚、5-HT含量的提高甚至超过CK-W组。与CK-W组相比，CK-T组增加了粪便代谢物中IE、色胺和色氨酸的浓度。换言之，CRD促进了色氨酸代谢中的犬尿氨酸途径。普洱茶的摄入增加了色氨酸，促进了色氨酸向吲哚途径和5-羟色胺途径的代谢。

图8. 普洱茶改变了CRD治疗小鼠的微生物代谢产物

图9. 普洱茶改变了CRD治疗小鼠的色氨酸代谢

总结

CRD处理对健康小鼠构成威胁，包括糖脂代谢中断、肠道氧化应激和炎症以及生物钟不稳定性。普洱茶增加了色氨酸代谢的吲哚和5-HT途径。其代谢物（IAA、IE、吲哚和5-HT）通过干扰大脑中的激素释放（LEP、GC、GABA和DA）进一步影响肝糖脂代谢和肠道炎症通路激活（MyD88/NF-κB））。色氨酸代谢物和胆汁酸还通过肠肝循环促进肝脏脂质代谢并抑制肠道氧化应激。研究结果强调了肠-肝-脑轴相互作用在CRD调节中的重要性，其中增加的吲哚和色氨酸的5-HT代谢可能是普洱茶的治疗靶点。简而言之，这些数据表明，0.25%(w/v)普洱茶（人体当量剂量为7g/60kg/天）具有通过调节吲哚和5-HT途径预防CRD的潜力。

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文/阿趣代谢组学