本文系Food Science and Human Wellness原創編譯，歡迎分享，轉載請授權。

Introduction

肥胖癥是一種以體內脂肪或脂肪組織過度堆積為特征的復雜慢性疾病，與許多綜合性代謝疾病密切相關，包括但不限于非酒精性脂肪肝、2型糖尿病和高血壓，對人類健康構成了嚴峻挑戰。迄今為止，減肥手術被視為治療肥胖癥最為安全且高效的方法之一，但其普及程度仍然有限。此外，盡管某些減肥藥物（諸如奧利司他和芬特明）已獲得批準用于治療肥胖，但其長期應用于體重管理的臨床實踐因安全性顧慮而受到制約。因此，探索更為安全且高效的減重策略顯得尤為迫切。

現代人的“三多一少”生活方式的轉變，具體表現為飲食過量、飲酒增加、睡眠過度以及體力活動減少，導致了能量攝入與消耗之間的失衡，進而加劇了肥胖癥的流行趨勢。鑒于此，通過增加體力活動以促進能量消耗，并減少食物攝入量以調控能量攝入，即遵循“管住嘴，邁開腿” 的原則，構成了防治肥胖的有效生活方式干預策略。大腦與腸道中的內分泌因子及其受體構成了一個錯綜復雜的網絡體系，該體系負責調節食物攝入量與能量平衡。這一網絡系統的穩定性依賴于大腦-腸道軸的雙向交流機制。近期研究表明，腸道微生物群落結構的失衡是肥胖發生的關鍵因素，并可能通過干擾代謝穩態及抑制食欲而在體重調控中發揮重要作用。具體而言，腸道微生物通過調節微生物群-腸道-腦軸的內分泌信號通路，例如胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）和肽酪氨酸-酪氨酸（PYY）的信號傳導，直接對中樞神經系統產生影響。更為精細的調控機制涉及腸道微生物代謝產物，如短鏈脂肪酸（SCFAs）或色氨酸衍生物（如吲哚、5-羥色胺），這些物質作為食欲調節信號分子被腸道內分泌細胞攝取，進而促進腸道激素GLP-1和PYY的分泌。此外，腸道菌群與瘦素（一種由脂肪細胞分泌的激素）水平密切相關。這些厭食性激素通過循環系統穿越血腦屏障（BBB）進入下丘腦，特別是下丘腦弓狀核（ARC），該區域被視為下丘腦調節進食行為的首要中樞。在ARC中，厭食性神經元（如POMC/CART神經元）可被瘦素、GLP-1和PYY等厭食性激素激活，這些激素與飽食感和飽腹感調節密切相關。因此，針對“微生物群-腸-腦軸”介導的“管住嘴”分子通路，是減肥的另一有效途徑。

辣木（Moringa oleifera Lam.）作為一種多年生深根落葉喬木，兼具藥用與營養價值。異硫氰酸酯（ITCs）是辣木葉與種子中的一類具有抗菌、抗氧化、抗癌、降血糖及降血脂等廣泛生物活性的化合物。研究表明，辣木含有四種獨特的ITC，均展現出強烈的生物活性，其中4-[(α-L-鼠李糖氧基)芐基]異硫氰酸酯（MITC）含量最高且活性最優。研究表明富含MITC的辣木籽提取物與辣木葉濃縮物（MC，含1%~3% ITC）分別對肥胖小鼠的體重增長及胰島素抵抗具有調節作用，提示MITC可能是辣木提取物中發揮降血脂作用的關鍵活性成分。在先前的研究中，我們已證實MITC可通過激活AMPK信號通路有效抑制3T3-L1脂肪細胞的脂質積聚，并通過抑制氧化應激來改善C2C12細胞的胰島素抵抗。然而，MITC在體內的降脂作用機制仍需進一步闡明。

云南農業大學盛軍和田洋教授團隊深入探討了辣木特有活性成分-異硫氰酸酯化合物（MITC）抑制高脂飲食小鼠脂質積累的作用，并從脂肪分解促進和腸道微生物-腸-腦軸介導的中樞食欲調節兩方面揭示了其作用機制。研究結果為MITC作為一種預防和降低肥胖的功能性食品配料提供理論依據，也為辣木資源的精深加工奠定科學基礎。

Results and Discussion

MITC緩解HFD小鼠的糖脂代謝紊亂

為了研究異硫氰酸酯（MITC）對高脂飲食（HFD）小鼠脂質積累的抑制作用，作者用不同劑量的MITC給高脂飲食小鼠灌胃12周。MITC治療顯著改善HFD誘導的體重增長，降低附睪脂肪（eWAT）、肝臟及脾臟重量（圖1A-E）。此外，MITC還能有效降低HFD小鼠的TC、LDL-C及non-HDL-C水平、空腹血糖水平和糖耐量（圖1F-K）。綜上所述， MITC能有效改善高脂血癥小鼠的糖脂相關代謝紊亂。

圖1 MITC緩解高脂飲食（HFD）小鼠的糖脂代謝紊亂

MITC抑制HFD小鼠的食欲

為了研究MITC對HFD小鼠食物攝入量的影響，作者測量了小鼠的食物和能量攝入。結果顯示，HFD小鼠與NCD小鼠的食物攝入量無顯著差異，而能量攝入量顯著增加，而與HFD組相比，HFD+H MITC組的食物和能量攝入量顯著減少（圖2A-D）。這些結果表明，MITC對HFD小鼠脂質積累的抑制作用可能與抑制小鼠的食物和能量攝入有關。為了進一步研究MITC對HFD小鼠的急性厭食效應，作者進行了一項24 h短期喂食試驗。結果顯示，與HFD組相比，MITC小鼠在攝食14~24 h后出現厭食效應，食物和能量攝入量減少。此外，不同劑量的MITC干預降低了高脂飲食誘導的24 h體質量增加（圖 2E-G）。這些結果表明，MITC的補充抑制了高脂飲食小鼠的食欲。

圖2 MITC抑制高脂飲食（HFD）小鼠的食欲

MITC可減輕HFD誘導的小鼠腸道微生物群失調

大量研究證實，腸道微生物菌群失調是肥胖發生的最重要因素之一。因此，為了進一步確定MITC是否能調節HFD誘導的腸道微生物菌群失調，作者分析了腸道微生物菌群的組成。結果顯示NCD、HFD 和 HFD+H MITC組的微生物群特征各不相同。與NCD處理相比，HFD處理導致厚壁菌門（Firmicutes）相對豐度增加，擬桿菌門（Bacteroidota）相對豐度減少，從而使厚壁菌門/擬桿菌門（F/B）比例升高（P=0.0632）。MITC處理增加了擬桿菌門的相對豐度，但未降低厚壁菌門的相對豐度，從而逆轉了HFD飲食誘導的F/B比例升高，盡管這一差異不顯著。此外，在屬水平上，與NCD組相比，HFD飲食顯著增加了包括脫硫弧菌屬（Desulfovibrio）、腸桿菌屬（Enterorhabdus）、埃希氏-志賀氏菌屬（Escherichia-Shigella）和Ruminococcus_torques_group在內的多個屬的相對豐度，但這些屬的相對豐度在HFD+H MITC組中顯著恢復（圖4A-F）。這些結果表明，MITC調節了腸道微生物菌群的組成，并改善了高脂飲食小鼠腸道微生物菌群失衡。

圖4 MITC減輕高脂飲食（HFD）誘導的小鼠腸道菌群失調

MITC通過恢復瘦素信號傳導和增加腸道激素釋放來抑制食欲

瘦素是一種主要由脂肪組織分泌的激素，通過激活厭食性神經元通路來調節能量平衡。然而，當機體脂肪含量顯著增加時，血清瘦素水平會上升，下丘腦神經元會產生不同程度的瘦素抵抗。為了研究MITC對HFD小鼠瘦素的調節作用，作者檢測了血清瘦素水平。結果顯示，HFD小鼠的血清瘦素水平顯著升高，而MITC干預后瘦素水平恢復正常。進一步研究了MITC對HFD小鼠腸道激素胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）和肽YY（PYY）的mRNA水平的調節作用，與NCD組相比，HFD組小鼠的GLP-1和PYY mRNA表達水平顯著降低，而MITC干預顯著逆轉了這一趨勢。此外，與HFD組相比，MITC顯著提高了HFD組小鼠的血清5-羥色胺（5-HT）水平（圖5A-D）。

腸道微生物群調節腸道上皮細胞中5-HT的釋放，5-HT通過與5-羥色胺受體（5-HTRs）相互作用進一步促進GLP-1和PYY的釋放，從而調節食欲。我們采用斯皮爾曼相關性分析綜合探討了腸道微生物與5-HT之間的關系，結果表明，大多數細菌屬與血清5-HT濃度呈顯著正相關，特別是瘤胃球菌科、Parasutterella、Butyricimonas和Acetatifactor（圖5F）。這表明MITC可能通過調節這些腸道微生物群的組成，促進腸道5-HT的分泌，進而增強腸道厭食性激素的分泌。

圖5 MITC通過恢復瘦素信號傳導和增加胃腸激素肽釋放來抑制食欲

MITC改變下丘腦基因表達譜，調節HFD小鼠的攝食行為和PPAR信號轉導

下丘腦是調節食物攝入和能量平衡的中樞關鍵部位。為了進一步研究MITC調節小鼠食欲的關鍵機制，作者對小鼠的下丘腦進行了轉錄組學分析。NCD、HFD和HFD+MITC小鼠的下丘腦轉錄譜存在顯著差異。進一步分析發現，與NCD組相比，HFD組有175個基因上調和81 個基因下調為差異表達基因（DEGs）。與HFD組相比，MITC治療組有148 個基因上調和132 個基因下調為DEGs?；虮倔w（GO）富集分析發現最顯著富集的通路包括攝食行為、條件性味覺厭惡和進食行為，這表明MITC主要調節HFD小鼠的攝食行為。進一步的富集和弦圖分析顯示，下調的瘦素基因（Lep，log2FC = ?7.887）與攝食和進食行為有關。此外，KEGG富集分析顯示，MITC顯著調節HFD小鼠下丘腦的PPAR通路。這些結果表明，MITC顯著改變下丘腦轉錄組，特別是與食欲調節相關的轉錄反應。

圖6 MITC改變高脂飲食（HFD）小鼠下丘腦基因表達譜，并參與其攝食行為和PPAR信號傳導

第一作者簡介

解靜，博士，副教授，碩士生導師，中共黨員，入選云南省“興滇英才支持計劃”青年人才。主要從事天然產物健康功能研究。近年來主持云南省農業聯合專項重點項目、云南省基礎研究專項面上項目、云南省農業聯合專項面上項目等項目10余項，作為技術骨干參與國家及省部級項目10 項。發表論文30余篇，其中以第一作者和通信作者（含共同）在Journal of Agricultural and Food Chemistry、Molecular Nutrition & Food Research、Food Science and Human Wellness等國內外期刊發表論文19 篇，其中SCI收錄13 篇，TOP期刊10 篇。副主編專著1 部、參編專著1 部。授權國家發明專利5 件。

通信作者簡介

田洋，教授，博士生導師，長期從事食藥同源資源加工與高值化利用研究，圍繞辣木、核桃、三七、鐵皮石斛等生物資源，在組學數據解析與品質形成機理、功能組分與功效機制、加工理論與技術創新等領域取得系列創新性成果，構建營養健康導向的食藥同源資源設計加工與高值化利用技術體系，為食藥同源資源高值化開發利用提供新策略。主持建立食藥同源資源開發與利用教育部工程研究中心等科研平臺，獲國家現代農業產業技術體系辣木產品加工崗位科學家，神農青年英才支持計劃，云南省“興滇英才支持計劃”產業創新人才，云南省“興滇英才支持計劃”食藥同源功能食品創新團隊，云南省中青年學術和技術帶頭人，云南省青年科技獎，中國食品科學技術學會杰出青年獎等。主持國家自然科學基金及省重大科技專項等10余項；發表學術論文210余篇，以第一或通信作者在Trends in Food Science & Technology、Food Hydrocolloids、International Journal of Biological Macromolecules等國際知名期刊發表SCI論文50余篇，授權國家專利65 件，制定國家或行業標準6 項，出版著作或教材6 部；榮獲云南省科技進步一等獎1 項，三等獎2 項，梁希林業科學科技進步三等獎1 項，云南省教學成果二等獎1 項。

Moringa oleiferaLam. isothiocyanate inhibits lipid accumulation in high-fat diet mice by promoting lipid metabolism and modulating appetite

Jing Xiea,b,c,1, Zishan Hongd,1, Jiaying Maoa,b,c,1, Linjie Pengb,e,f, Yuying Baia,e,g, Jun Shenga,c,e, Yang Tiana,b,c,*

a College of Food Science and Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

b Yunnan Provincial Key Laboratory of Precision Nutrition and Personalized Food Manufacturing, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

c National Research and Development Professional Center for Moringa Processing Technology, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

d School of Food Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China

e Engineering Research Center of Development and Utilization of Food and Drug Homologous Resources, Ministry of Education, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

f School of Tea and Coffee, Puer University, Puer 665000, China

g Yunnan Provincial Engineering Research Center for Edible and Medicinal Homologous Functional Food, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China

1 These authors contributed equally to this study.

*Corresponding author.

Abstract

Obesity has brought great challenges to global human health, and how to effectively prevent and control the occurrence and development of obesity has become an urgent problem. The role and mechanism of 4-[(α-L-rhamnosyloxy) benzyl] isothiocyanate (MITC), an active ingredient of Moringa oleifera Lam., in the regulation of lipid metabolism have not been comprehensively investigated. In the present study, we investigated the mechanism of MITC in inhibiting lipid accumulation in mice fed with a high-fat diet (HFD) in terms of both lipolysis and central appetite regulation mediated by the gut microbe-gut-brain axis. MITC enhanced the characteristic indices associated with HFD mice and also promoted adipocytolysis and brown fat thermogenesis. Moreover, MITC was observed to improve leptin resistance, modulate the composition of gut microbiota such as Ruminococcaceae, Parasutterella, and Acetatifactor, promote 5-hydroxytryptamine secretion, further enhance the secretion of glucagon-like peptide-1 (GLP-1) and peptide tyrosine-tyrosine (PYY) to activate peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) signaling in the hypothalamus, and modulate feeding behavior to inhibit lipid accumulation in HFD mice. These data suggest that MITC supplementation can help to alleviate obesity or obesity-related diseases.

Reference:

XIE J, HONG Z S, MAO J Y, et al. Moringa oleifera Lam. isothiocyanate inhibits lipid accumulation in high-fat diet mice by promoting lipid metabolism and modulating appetite[J]. Food Science and Human Wellness, 2025, 14(7): 9250328. DOI:10.26599/FSHW.2024.9250328.

本文編譯內容由作者提供

編輯：王佳紅；責任編輯：孫勇

封面圖片：圖蟲創意

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