文章题目：Alginate oligosaccharides prevent and treat obesity by promoting brown fat

thermogenesis rather than regulating gut microbiota

发表期刊：Journal of Advanced Research

影响因子：11.4（2025）

通讯单位：中国农业大学食品科学与营养工程学院，山东省分析测试中心，中国农业大学工程学院

        肥胖与2型糖尿病、高血压、非酒精性脂肪肝（NAFLD）等代谢疾病密切相关，高脂饮食（HFD）是诱发肥胖及其并发症的重要因素。脂肪组织不仅是脂质储存场所，还会分泌促炎因子，氧化应激与炎症相互作用，会引发胰岛素抵抗，推动肥胖相关疾病发展，而目前常用抗肥胖药物（如奥利司他、利拉鲁肽等）存在腹泻、恶心等副作用，且停药后易反弹。

        褐藻寡糖（AOS）是褐藻胶的水解产物，已被发现具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、免疫调节及抗肥胖等多种生理活性，但此前其改善肥胖的具体作用机制尚不明确。

        棕色脂肪组织（BAT）的作用：棕色脂肪组织富含线粒体，可借助解偶联蛋白1（UCP1）实现非战栗产热，燃烧脂肪以增加能量消耗，对维持代谢平衡至关重要，提升棕色脂肪组织活性已被视为改善肥胖及相关代谢综合征的潜在策略。

        在本研究中，研究人员以聚合度（DP）为2–4的褐藻寡糖（AOS）为研究对象，在动物模型中评估了其对肥胖的预防和治疗效果，并进一步探究了该作用是否依赖于肠道菌群，或者通过调节棕色脂肪产热、炎症反应及氧化应激等途径来实现。

AOS能有效预防和治疗肥胖

        在预防模型中，高剂量AOS干预12周，能与抗肥胖药物奥利司他相媲美，使体重增加减少35.7%，并几乎完全阻止了脂肪肝的形成。AOS处理还显著改善了葡萄糖耐受，120分钟时的血糖水平比高脂饮食模型（HFD）组降低31.9%，空腹血糖水平也显著下降（-24.7%）。高剂量AOS组的血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）和游离脂肪酸（FFA）水平，与模型组相比也出现显著下降，其中，LDL-C（“坏” 胆固醇）的降幅最大，高达69.8%。

Figure 1. AOSs prevented HFD-induced obesity and metabolic disorders

AOS的作用不依赖肠道菌群

        为验证肠道菌群是否介导AOS对抗肥胖的有益作用，研究进一步开展抗生素混合剂干预实验。结果显示，与高脂饮食+抗生素组（HFD+AB组）相比，高剂量AOS+抗生素组（AOS-H+AB组）小鼠的体重增长、肝脏重量、附睾脂肪（EAT）重量、皮下脂肪（SAT）重量，以及血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、游离脂肪酸（FFA）水平均显著降低，血清高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平显著升高；口服葡萄糖耐量试验（OGTT）中，AOS-H+AB组各时间点血糖及血糖曲线下面积（AUC）均显著低于HFD+AB组；肝脏脂肪滴数量、EAT 体积及肝脏 TG、FFA 水平也显著降低，仅血清谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）降低无统计学差异。这些数据表明抗生素未完全消除AOS的改善作用。

Figure 2. Antibiotics did not eliminate the effects of AOSs in improving obesity and metabolic disorders

AOS显著改善代谢谱

        研究进一步评估1000mg/kg AOS对肥胖小鼠血清代谢物的影响。经PCA和PLS-DA分析，各组代谢物差异显著，共检测到943种代谢物，分脂质及类脂质分子等三类。与对照组比，模型组229种代谢物异常；与模型组比，AOS组211种代谢物改变。KEGG分析显示，HFD富集维生素消化吸收等通路，AOS处理富集前7通路含维生素消化吸收等。模型组多种物质水平异常，AOS处理几乎逆转这些变化，如升高核黄素等，降低维生素A等。维生素B2是能量代谢中的关键辅酶，其水平与能量消耗正相关。

Figure 3. AOSs changed serum metabolic profiling in mice fed HF

AOS促进能量消耗，激活棕色脂肪

        间接测热法显示，AOS处理的小鼠在白天和夜晚的氧气消耗、二氧化碳产生和能量消耗（EE）都显著增加。AOS显著提高了棕色脂肪组织中产热关键蛋白UCP1以及线粒体功能相关蛋白（如PGC1α）的表达水平，增加了线粒体DNA拷贝数，表明其提升了BAT的产热能力和线粒体生物合成。

Figure 4. AOSs increased energy expenditure and ameliorated systemic low-grade inflammation and OS in mice fed with HFD.

AOS改善肝脏糖脂代谢

        高脂饮食（OT-HFD）组血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）等脂质指标及血糖显著升高，AOS（OT-AOS）组可降低这些指标（如LDL-C降54.9%），并提升葡萄糖耐量（120分钟血糖降33.8%）。OT-HFD组肝脏中脂肪酸合成、脂质代谢及糖异生关键酶的mRNA水平升高，SIRT1蛋白活性降低，其下游促脂蛋白（SREBF1、PPARγ）表达升高；AOS可逆转这些变化，如提升SIRT1活性 94.2%，降低促脂蛋白表达。

Figure 5. AOSs ameliorated hepatic lipid metabolism disorders in obese mic.

AOS降低炎症和氧化应激

        高脂饮食的肥胖模型组（OT-HFD组）血液和肝脏中ROS水平显著高于正常饮食组（OT-ND 组），而AOS处理组（OT-AOS组）可分别降低40.3%（血液）和26.8%（肝脏）的ROS水平，减少氧化损伤的源头。除此之外，AOS还降低了肝脏的验证水平，OT-HFD组血清中促炎因子（IL-1β、IL-6、TNF-α）显著升高，AOS处理可分别降低33.5%、42.0%、23.5%；同时，血清中抗炎因子IL-10水平呈相反上升趋势，实现全身炎症状态的平衡调节。

Figure 6. AOSs ameliorated OS and inflammatory responses in obese mic

腹腔注射AOS同样能够有效改善小鼠肥胖

        低剂量(200 mg/kg)的AOS腹腔注射，也能改善肥胖小鼠代谢紊乱，具体表现为：抑制体重异常增长，调节脂肪组织分布；优化糖脂代谢指标，改善代谢失衡；修复肝脏结构与功能，减轻肝损伤；抑制炎症反应，激活棕色脂肪产热。这进一步证明AOS可以被身体吸收后直接发挥作用，而无需经过肠道菌群发酵。

Figure 7. Intraperitoneal injection of AOSs ameliorated metabolic disorders in obese mice

        AOS能够有效预防和治疗肥胖，其效果与典型的抗肥胖药物奥利司他相当。AOS通过以下机制发挥作用：增强能量代谢、维持机体正常的氧化还原与炎症状态，这对于改善脂质代谢紊乱至关重要。值得注意的是，广谱抗生素干预并未消除AOS对肥胖的改善作用，这表明AOS的抗肥胖效果可能并非主要依赖于肠道菌群。此外，即使是小剂量的AOS腹腔注射，也能有效改善代谢紊乱。这些新发现为低聚糖的抗肥胖机制提供了重要见解，并有助于基于天然食物开发治疗肥胖相关疾病的新方案。

        原文链接：https://doi.org/10.3390/antiox14080962

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作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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