2026年7月11日，韩国食品研究院Ho-Young Park教授团队等，联合韩国科学技术联合大学院大学、Hamsoa Pharmaceutics等单位，在npj Science of Food （中科院1区，TOP期刊，IF=9.7）在线发表题为“Dietary glucoraphenin ameliorates obesity and steatotic liver disease associated with gut dysbiosis induced by a Western diet in mice”的研究论文。该文于2025年12月19日投稿，2026年7月6日接收。
该研究聚焦西方饮食诱导的肥胖、肠道菌群失衡和代谢功能障碍相关脂肪性肝病（metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease，MASLD），评估萝卜叶和萝卜芽中主要硫代葡萄糖苷成分——glucoraphenin（GRE）的代谢保护作用。结果显示，在西方饮食背景下，每日补充1 mg/kg体重GRE、连续8周，可降低小鼠体重增加、脂肪量、附睾白色脂肪组织重量和血清瘦素水平，抑制脂肪组织脂肪生成并增强脂解；同时，GRE可降低血清ALT、AST和肝脏甘油三酯积累，抑制肝脏FAS、SREBP1、mTOR、SCD1、ACC和ChREBP等脂质生成相关蛋白表达。
更重要的是，该研究将GRE的作用进一步连接到肠道环境和肠-肝轴：GRE可恢复西方饮食造成的结肠黏液减少、菌群丰富度和多样性下降，并调节血清支链氨基酸及菌群来源嘌呤代谢物，如肌苷和次黄嘌呤。整体来看，该研究提示GRE可能通过协同调节脂质代谢、肠道屏障和菌群代谢，缓解西方饮食相关的肥胖和MASLD。需要强调的是，研究证据主要来自小鼠模型，不能直接等同于人体减重或治疗脂肪肝疗效。
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【摘 要】
西方饮食可促进肥胖、肠道菌群失衡以及代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的发生。本研究评估了glucoraphenin（GRE）对西方饮食诱导的小鼠代谢紊乱和肠道功能障碍的影响。GRE是萝卜（Raphanus sativus L.）叶和萝卜芽中主要的硫代葡萄糖苷成分。
在西方饮食背景下，连续8周摄入1 mg/kg体重GRE，可显著降低多项脂肪生成相关指标，包括体重增加、脂肪细胞肥大和血清瘦素水平。脂肪组织中脂肪生成与脂解相关蛋白表达的显著变化，进一步支持了这一结果。
GRE给药还可抑制MASLD发展，其表现为血清丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase，ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase，AST）水平下降，并抑制肝组织中脂肪酸合酶（fatty acid synthase，FAS）、固醇调节元件结合蛋白1（sterol regulatory element-binding protein 1，SREBP1）、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）、硬脂酰辅酶A去饱和酶1（stearoyl-CoA desaturase 1，SCD1）、乙酰辅酶A羧化酶（acetyl-CoA carboxylase，ACC）和碳水化合物反应元件结合蛋白（carbohydrate-responsive element-binding protein，ChREBP）的表达。
此外，GRE可有效防止西方饮食导致的肠道菌群丰富度和多样性下降，并恢复血清支链氨基酸以及菌群来源嘌呤代谢物，包括肌苷和次黄嘌呤。上述结果表明，GRE可能通过协同调控脂质代谢和肠-肝轴，缓解西方饮食诱导的肥胖和MASLD。
关键词：glucoraphenin；肥胖；肠道菌群失衡；代谢功能障碍相关脂肪性肝病；西方饮食
01
研究背景及科学问题
近年来，肥胖和代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的全球患病率持续上升，已经成为重要公共卫生问题。这类代谢疾病的增加，与高脂、高糖、加工食品摄入增加等西方生活方式和西方饮食模式的广泛流行密切相关。在这种背景下，开发可及、安全且有效的策略，用于预防或缓解饮食诱导的代谢性疾病，具有迫切需求。基于功能食品的干预策略，例如草本提取物及其生物活性成分，可能成为值得关注的方向。
肠道环境在维持全身代谢稳态中发挥重要作用，其紊乱已被认为是代谢疾病发生的重要因素。肠道菌群失衡通常表现为有益微生物减少、有害微生物增加以及菌群多样性下降。西方饮食可诱导肠道菌群失衡，破坏肠屏障完整性，并加重系统性炎症、肥胖和代谢性疾病。因此，恢复平衡的肠道菌群并改善肠道环境，被认为是预防代谢紊乱的潜在策略。
Glucoraphenin（GRE）是萝卜叶和萝卜芽中富含的主要硫代葡萄糖苷，可被黑芥子酶水解为萝卜硫素类活性异硫氰酸酯sulforaphene。作者团队此前研究显示，萝卜叶可在西方饮食诱导的小鼠模型中发挥抗肥胖和抗MASLD作用，提示其具有作为功能食品来源的价值。鉴于GRE是萝卜叶中富集的主要活性成分之一，研究者推测GRE可能参与这些代谢保护作用。然而，GRE在预防西方饮食诱导的肥胖和MASLD中的具体作用此前尚未得到系统研究。
本研究旨在阐明GRE对西方饮食诱导肥胖和肠道菌群失衡的保护机制。研究在小鼠模型中评估了GRE对代谢生物标志物、肝脏和脂肪组织脂质代谢、肠道环境、肠道菌群失衡以及代谢组谱的影响。
02
重要发现及亮点
GRE降低西方饮食诱导的体重增加、脂肪量和血清瘦素水平
研究首先评估GRE对西方饮食诱导肥胖表型的影响。与普通饮食组相比，西方饮食组小鼠最终体重增加显著升高。绿茶提取物（green tea extract，GTE）阳性对照组和GRE组体重增加均较西方饮食组显著降低。值得注意的是，普通饮食组、西方饮食组、GTE组和GRE组之间食物摄入量并无显著差异，提示GRE对体重增加的影响并非简单由摄食减少造成。
与普通饮食相比，西方饮食显著增加小鼠肝脏重量、附睾白色脂肪组织（epididymal white adipose tissue，eWAT）重量和脂肪量；而GRE干预可显著抑制这些指标升高。此外，西方饮食组血清瘦素水平升高，而GRE组血清瘦素水平较西方饮食组显著降低。瘦素与脂肪组织储量和代谢紊乱密切相关，因此这些结果提示，GRE可缓解西方饮食诱导的肥胖相关表型。
图1：glucoraphenin摄入对西方饮食诱导肥胖小鼠模型中肥胖相关生物标志物的影响。所有小鼠被分为四组：普通饮食组（normal diet-fed group，ND）、西方饮食组（Western diet-fed group，WD）、西方饮食联合绿茶提取物组（WD administered with green tea extract group，GTE）和西方饮食联合glucoraphenin组（WD administered with glucoraphenin group，GRE）。（A）各组小鼠体重增加情况。（B）8周喂养期间的食物摄入量。（C）肝脏重量。（D）白色脂肪组织重量。（E）代表性身体组成图像和脂肪量。（F）血清瘦素水平。数值表示均值±标准误（n=9，A—D和F；n=6，E）。对于图1A结果，采用双因素方差分析并进行Tukey多重比较检验分析统计学显著性；与WD组比较，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。对于图1B—F结果，带有不同字母的数据表示组间存在显著差异（p<0.05），该结果由单因素方差分析并进行Duncan多重范围检验得出。
GRE抑制脂肪细胞肥大并调节脂肪组织脂质代谢
研究进一步观察eWAT组织学变化。H&E染色显示，西方饮食组脂肪细胞大小约为普通饮食组的3倍，提示西方饮食明显诱导脂肪细胞肥大。GRE干预显著抑制西方饮食诱导的脂肪细胞面积增加。
在脂质代谢相关蛋白层面，西方饮食显著上调eWAT中多种脂质合成相关蛋白，包括ACC、SREBP1、SCD1和FAS，而GRE处理显著降低这些蛋白表达。相反，脂解相关蛋白脂肪甘油三酯脂肪酶（adipose triglyceride lipase，ATGL）在西方饮食组中明显降低，而GRE给药可提升ATGL表达。该结果提示，GRE不仅可抑制脂肪组织中新生脂肪生成，还可能增强脂肪分解，从而减少脂肪堆积。
图2：glucoraphenin摄入对西方饮食诱导肥胖小鼠模型附睾白色脂肪组织（eWAT）组织学和Western blot结果的影响。所有小鼠被分为四组：普通饮食组（ND）、西方饮食组（WD）、西方饮食联合绿茶提取物组（GTE）和西方饮食联合glucoraphenin组（GRE）。（A）各组小鼠eWAT的苏木精-伊红（hematoxylin and eosin，H&E）染色结果。（B）使用eWAT进行Western blot检测脂质代谢相关蛋白表达的结果。数值表示均值±标准误（n=3）。带有不同字母的数据表示组间存在显著差异（p<0.05），该结果由单因素方差分析并进行Duncan多重范围检验得出。
GRE降低肝损伤血清指标并改善西方饮食诱导的肝脏脂肪变
实验结束后，研究检测西方饮食小鼠的血清生物标志物。结果显示，西方饮食组血清ALT和AST水平显著高于普通饮食组，提示肝损伤风险增加。GRE给药可显著降低ALT和AST水平，说明其对西方饮食诱导的肝损伤具有一定缓解作用。
随后，研究进一步评估肝脏脂质蓄积。与普通饮食组相比，西方饮食组肝脏甘油三酯含量明显增加；GTE和GRE处理均显著降低肝脏甘油三酯水平。油红O染色显示，西方饮食诱导肝组织脂质沉积，而GRE显著减少该脂质沉积。H&E染色和MASLD活动评分（MAS）进一步表明，GRE可降低脂肪变、炎症、肝细胞气球样变以及总体MAS评分。值得注意的是，GRE对西方饮食诱导MAS升高的抑制效果，接近阳性对照GTE组。
在肝脏脂质生成机制方面，Western blot结果显示，西方饮食显著上调肝组织中FAS、SREBP1、mTOR、SCD1、ACC和ChREBP表达，而GRE处理可显著降低这些蛋白水平。由于SREBP1、mTOR和ChREBP均参与驱动肝脏新生脂肪生成，GRE对这些蛋白的抑制提示其可能通过抑制肝脏脂质合成通路改善MASLD。
图3：glucoraphenin摄入对西方饮食诱导肥胖小鼠模型肝组织组织学和Western blot结果的影响。所有小鼠被分为四组：普通饮食组（ND）、西方饮食组（WD）、西方饮食联合绿茶提取物组（GTE）和西方饮食联合glucoraphenin组（GRE）。（A）血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）水平。（B）血清天冬氨酸氨基转移酶（AST）水平。（C）各组小鼠肝组织甘油三酯含量。（D）使用肝组织进行油红O（Oil red O，ORO）染色的结果。（E）使用肝组织进行苏木精-伊红（H&E）染色的结果。（F）使用肝组织进行Western blot检测脂肪生成相关蛋白表达的结果。数值表示均值±标准误（n=9，A—C；n=3，D—F）。带有不同字母的数据表示组间存在显著差异（p<0.05），该结果由单因素方差分析并进行Duncan多重范围检验得出。
GRE改善结肠黏液生成并缓解西方饮食诱导的肠道菌群失衡
肠屏障和菌群稳态是西方饮食相关代谢紊乱的重要环节。结肠组织Alcian blue染色显示，西方饮食组黏蛋白生成减少，表现为Alcian blue染色面积下降。GTE和GRE干预均显著增加染色面积，提示GRE可能有助于恢复肠道黏液屏障。
为进一步分析GRE对肠道环境的影响，研究对第8周采集的粪便样本进行16S rRNA扩增子测序。α多样性分析显示，西方饮食显著降低反映物种丰富度和多样性的Shannon指数和ASV水平；而GRE干预显著恢复这种多样性下降。基于weighted UniFrac距离的主坐标分析（principal coordinate analysis，PCoA）显示，西方饮食组与普通饮食组菌群组成明显分离；而GRE组菌群结构更接近普通饮食组。
在门水平上，西方饮食诱导Bacillota增加、Bacteroidota减少，而GRE干预明显逆转这一变化。在属水平上，普通饮食组富集多个菌属，包括Limosilactobacillus、Muribaculum、Lactobacillus、Sangeribacter、Bacteroides、Paramuribaculum、Parabacteroides、Schaedlerella和Desulfovibrio；而西方饮食组以Enterococcus和Adlercreutzia丰度增加为特征。值得注意的是，与西方饮食组相比，GRE摄入形成了不同的富集模式，提示GRE可重塑西方饮食诱导的菌群失衡。
图4：glucoraphenin摄入对西方饮食诱导肥胖小鼠模型结肠组织组织学和微生物组成的影响。所有小鼠被分为四组：普通饮食组（ND）、西方饮食组（WD）、西方饮食联合绿茶提取物组（GTE）和西方饮食联合glucoraphenin组（GRE）。（A）使用结肠组织进行Alcian blue染色的结果。（B）粪便样本中的α多样性指数图。（C）基于样本间Weighted UniFrac距离的主坐标分析结果。（D）门水平结肠微生物相对丰度。（E—F）线性判别分析（linear discriminant analysis，LDA）柱状图，显示通过LEfSe分析识别出的差异丰度菌属，分别比较ND组与WD组（E）以及WD组与GRE组（F）（Kruskal-Wallis检验，p<0.05；LDA score>2.0）。数值表示均值±标准误（n=3，A；n=3笼，B—F；每笼3只小鼠）。带有不同字母的数据表示组间存在显著差异（p<0.05），该结果由单因素方差分析并进行Duncan多重范围检验得出。
GRE调节粪便和血清代谢物谱，恢复部分与肠屏障和代谢稳态相关的代谢物
为确定GRE对西方饮食小鼠代谢物变化的影响，研究对粪便和血清样本中的45种代谢物进行分析。粪便样本中，西方饮食显著升高多数氨基酸水平；GRE干预可逆转这些变化趋势，但总体未达到显著差异。
相比之下，GRE对血清代谢物的影响更为明显。西方饮食显著降低血清中异亮氨酸、脯氨酸、反式-4-羟脯氨酸、缬氨酸、肌苷和次黄嘌呤水平，而GRE给药可显著恢复这些代谢物。异亮氨酸和缬氨酸属于支链氨基酸，与饮食诱导肥胖和氨基酸代谢稳态密切相关；反式-4-羟脯氨酸与胶原代谢和肠道屏障相关；肌苷和次黄嘌呤则属于菌群相关嘌呤代谢物，既往研究提示其可能参与黏膜屏障功能维持。需要注意的是，采用错误发现率（false discovery rate，FDR）校正后，组间显著差异代谢物数量减少；在GRE与西方饮食组比较中，仅亮氨酸在FDR校正后仍保持显著。因此，作者认为这些代谢变化更多提示相关性，仍需进一步因果验证。
图5：glucoraphenin摄入对西方饮食诱导肥胖小鼠模型粪便和血清代谢物的影响。所有小鼠被分为四组：普通饮食组（ND）、西方饮食组（WD）、西方饮食联合绿茶提取物组（GTE）和西方饮食联合glucoraphenin组（GRE）。热图比较WD组中的（A）粪便代谢物和（B）血清代谢物（n=9，A；n=3笼，B；每笼3只小鼠）。与ND组比较，*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。与WD组比较，<0.05，#<0.01。
【贡献】★★★★★
本研究证实，TGP可通过靶向SLC7A5-亮氨酸-mTOR信号轴抑制HNSCC。具体而言，TGP下调SLC7A5表达，减少亮氨酸摄取，降低亮氨酸下游代谢物KIC水平，并抑制mTOR、ULK1和S6K磷酸化，从而限制HNSCC细胞增殖、克隆形成、迁移和EMT进程，并促进细胞凋亡。
体内实验显示，TGP可抑制CAL27、FADU和SCC7模型中的肿瘤生长，并降低肿瘤组织SLC7A5表达和亮氨酸积累，同时在免疫完整小鼠模型中改善免疫抑制性肿瘤微环境。SLC7A5过表达和mTOR激活可削弱TGP的抗肿瘤效应，而SLC7A5敲低和mTOR抑制可模拟TGP作用，进一步支持SLC7A5-亮氨酸-mTOR轴是TGP发挥作用的关键通路。
该研究不仅拓展了天然产物调控肿瘤代谢重编程的机制认识，也为将TGP开发为HNSCC潜在低毒治疗候选药物提供了临床前证据。不过，研究仍存在局限：尚未使用患者来源异种移植瘤（PDX）模型验证个体化肿瘤异质性；TGP下调SLC7A5的上游分子机制仍未阐明；未来还需进一步评估TGP与HNSCC标准治疗方案联用时是否具有协同潜力。
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