科研丨NPJ BIOFILMS MICROBI: 理中汤改善甲状腺功能减退大鼠的生热作用并减少与肠道菌群相关的炎症

编译：微科盟阿Z，编辑：微科盟居居、江舜尧。

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导读   目前，在现代系统生物学中，探索中草药(HM)和肠道微生物组在体温调节方面的潜在关系备受关注，这是人类健康的一个重要方面。然而，人们对HM在体温调节中的机制认识不足。本研究证明了经典的中草药配方理中汤(YJT)可以预防PTU诱导的甲状腺功能减退大鼠的体温过低、过度炎症和肠道微生物群失调。值得注意的是，这些特性与肠道微生物群的改变以及小肠和棕色脂肪组织(BAT)中体温调节和炎症介质之间的信号串扰有关。与治疗甲状腺功能减退症的传统药物L-甲状腺素相比，YJT具有减轻系统性炎症反应的功效，这与肠道TLR4和Nod2/Pglyrp1信号通路的抑制有关。本研究的结果表明，YJT可以促进PTU诱导的甲状腺功能减退大鼠的BAT产热，并预防系统性炎症，这与YJT在调节肠道微生物群和与肠道内分泌功能和先天免疫系统有关的基因表达方面的益生元作用有关。这些结果可能会加强微生物群-肠道-BAT轴的理论基础，从而实现以“Holobiont”为中心的医学范式转变。    

论文ID

原名：Yijung-tang improves thermogenesis and reduces inflammation associated with gut microbiota in hypothyroid rats

译名：理中汤改善甲状腺功能减退大鼠的生热作用并减少与肠道菌群相关的炎症

期刊：npj Biofilms and Microbiomes

IF：9.2

发表时间：2023.6

通讯作者：Young-Do Nam，Hojun Kim

通讯作者单位：韩国食品研究所；韩国东国大学

DOI号：10.1038/s41522-023-00396-2    

实验设计

结果

1 YJT可缓解甲状腺功能减退引起的体温过低和全身性炎症

通过丙基硫氧嘧啶(PTU)诱导的甲状腺功能减退大鼠模型，研究了YJT是否能改善Tb和预防系统性炎症，L-甲状腺素(T4)作为对照药物(图1a)。与对照组相比，PTU处理减少了体重的增加(图1b)，并导致食物摄入量减少50%(图1c)，平均Tb下降>1℃(图1d，图S1a)。从给药后约9天开始，YJT和T4都抑制了PTU引起的体重、食物摄入和Tb的降低(图1b-d)。此外，YJT治疗导致这些代谢参数的恢复，而长期的T4治疗会诱发食欲过盛和高热症。YJT和T4都能恢复被PTU破坏的葡萄糖耐量(图1e)。正如预测的那样，与对照组相比，PTU诱导的甲状腺功能减退大鼠血清促甲状腺激素(TSH)水平显著升高，T4和三碘甲状腺原氨酸(T3)水平下降(图1f-h)。YJT使血清T4和T3水平恢复到对照组水平(图1f-h)。虽然PTU不影响血清胃饥饿素水平(厌食激素，图1i)，但它增加了胰高血糖素样肽-1(GLP-1)(厌食激素，图1j)的分泌，导致接受PTU治疗的大鼠摄食量减少。YJT和T4治疗均能刺激胃饥饿素的分泌，YJT(而非T4)阻止了PTU诱导的血清GLP-1水平的升高(图1i，j)。全身性炎症标志物，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和脂多糖(LPS)在PTU处理组和T4+PTU处理组中均增强，而YJT抑制了PTU诱导的全身炎症(图1k，l)。此外，回肠组织学显示，甲状腺功能减退症扰乱了肠道屏障和吸收，表现为绒毛长度和隐窝深度减少，而YJT和T4治疗均能逆转这些变量(图1m)。T4治疗导致小肠长度和肝、心、脾等部分器官的质量显著增加(图S1b，c)。

图1. 理中汤(YJT)和L-甲状腺素(T4)对甲状腺机能减退大鼠代谢表型、血清代谢物和组织学的影响。a，实验设计示意图；b，体重；c，食物摄入量；d，实验期间的平均核心体温(Tb)(每组n = 5)。e，通过口服葡萄糖耐量试验评估葡萄糖代谢。f-h，促甲状腺激素(TSH)、甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)的水平。i-l，血清胃饥饿素、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、脂多糖(LPS)。m，四个实验组回肠苏木精-伊红染色组织学分析。数据以平均值±SEM表示(每组n = 7-8)。*P < 0.05，与对照组相比；#P < 0.05，与PTU相比。列上方的不同字母表示显著差异。Con，只接受生理盐水的；PTU，接受10 mg/kg/body PTU；YJT + PTU，接受2.1g/kg YJT和10 mg/kg/body PTU；T4 + PTU，接受0.5 mg/kg L-甲状腺素和10 mg/kg PTU。

2 YJT调节肠道激素和炎症细胞因子

为了进一步检测YJT调节的与维持肠道屏障、肠道信号和炎症细胞因子相关的基因，通过RT-qPCR对小肠回肠中几个关键标志物的mRNA表达进行了定量。与回肠组织学一致，与对照组相比，PTU治疗大鼠中Claudin-2和zonula occludens-1(ZO-1，上皮紧密连接分子)的表达趋于下降或明显下降。此外，这些变化在YJT和T4治疗后部分或完全恢复(图2a)。与YJT相比，T4处理增加了增殖细胞核抗原(PCNA，细胞增殖标志物，图2a)和组蛋白去乙酰化酶4(HDAC4，图2a)的表达。YJT处理减弱了PTU诱导的促炎症和炎症细胞因子基因表达的增加，包括NF-κB、TNF-α、白细胞介素6(IL-6)和IL-15，而T4处理并没有表现出这种对肠道炎症的预防作用(图2a)。此外，T4处理诱导了NF-κB的表达(图2a)，并刺激了瞬时受体电位香草素1通道(Trpv1)的表达，而不是Trpv3或Trpv4(热、炎症和疼痛的感觉，图2b)。此外，YJT和T4治疗均逆转了PTU诱导的Dio1表达减少，YJT甚至诱导Dio2表达增加了4.5倍(图2b)，促进了从无活性T4到生物活性T3的转化。在PTU处理的大鼠中，酪氨酸羟化酶(Th)的表达减少，色氨酸羟化酶2(Tph2，5-羟色胺(5-HT)合成的限速酶)的表达增加，而YJT和T4处理后，这些情况得到逆转(图2b)。然而，5-HT受体HTR1F的表达没有差异(图2b)。与PTU处理的大鼠相比，YJT处理抑制了GLP-1R的表达，同时降低了血清GLP-1水平(图2b)，缓解了甲状腺功能减退症的吞咽功能减退。此外，与PTU治疗组相比，YJT治疗增加了游离脂肪酸受体3(FFAR3)的表达，但没有增加FFAR2的表达(两者都是细菌代谢物短链脂肪酸的受体)，并且增加了胆汁酸G蛋白偶联受体5(TGR5)而不是法尼醇X受体(FXR)(后两者是胆汁酸受体，BAs)(图2c)。此外，与PTU处理的大鼠相比，YJT处理组的肠道传感器，如pH感应型G蛋白偶联受体(GPR65)、toll样受体4(TLR-4，检测细菌LPS)、核苷酸结合寡聚化结构域2(Nod2，结合细菌肽聚糖)和肽聚糖识别蛋白1(Pglyrp1)均显著下调，而与所有其他组相比，T4处理组中Pglyrp2表达显著上调(图2c)。这些数据表明，YJT可促进与肠道内分泌功能、甲状腺激素转化及多种信号通路广泛相关的肠道基因表达，抑制甲状腺功能减退相关的肠道炎症。

图2. 不同处理对肠道促炎和炎症标志物以及代谢物相关受体相对mRNA表达的影响。a，肠道紧密连接标志物Claudin-2和ZO-1、增殖细胞核抗原(PCNA)、组蛋白去乙酰化酶4(HDAC4)、NF-κB、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素6和15(IL-6和IL-15)的基因。b，瞬时受体电位香草素1、3和4型(Trpv1、Trpv3和Trpv4)、1型和2型脱碘酶(Dio1和Dio2)、酪氨酸羟化酶(Th)、色氨酸羟化酶2(Tph2)、5-羟色胺受体1F(HTR1F)和胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)。c，游离脂肪酸受体2和3(FFAR2和FFAR3)、胆汁酸G蛋白偶联受体5(TGR5)、法尼醇X受体(FXR)、G蛋白偶联受体65(GPR65)、Toll样受体4(TLR4)、Nod样受体2(Nod2)、肽聚糖识别蛋白1和2(Pglyrp1和Pglyrp2)。数据以平均值±SEM表示(每组n = 7-8)。*P < 0.05和**P < 0.01。列上方的不同字母表示显著差异。 

3 YJT可逆转甲状腺功能减退相关的肠道菌群失调

为了确定甲状腺功能减退症是否会扰乱肠道微生物群，以及YJT治疗是否可以预防这种干扰，本研究分析了四个实验组中26份粪便样本的16S rRNA基因序列。样品的Goods覆盖指数的稀疏曲线达到了饱和(图S2a)，反映出样品中众多的细菌都被鉴定出来。尽管样品中的物种多样性(α多样性)没有显示出处理之间的差异(表S1)，但β多样性显示出微生物群落结构的分离，这是基于Bray-Curtis相异性指数的主坐标分析(PCoA)所显示的(图3a)。每个组中85%的样本都表现出特定的核心扩增子序列变异(ASVs)(图S2b)。圆形图显示了除未培养分类群外的前10个属(图3b)。通过线性判别分析(LDA)效应大小(LEfSe)确定不同组的生物标志物(图S2c)。PTU处理的大鼠受到较高比例属的影响，如Prevotellaceae、Parabacteroides、Rikenellaceae和Ruminococcaceae，而Ruminiclostridium和Mucispirillum的比例较低，这些变化在YJT或T4处理后恢复到对照水平。

接下来，作者进行了Pearson相关性分析和共现网络分析，以揭示生物标志物之间以及肠道微生物群和宿主生物标志物之间的潜在相关性。一些属，如Parabacteroides、Prevotellaceae、Rikenellaceae、Ruminococcaeae、Lactobacillus和Elusimiccobium与食物摄入量、血清T4水平和Tb呈负相关(图S2d和S2e)，而Ruminiclostridium、Ruminococcaceae unclassified、Roseburia与Tb呈正相关。肠道传感器-GPR65、TLR4、NOD2、Pglyrp1和Pglyrp2相互正相关，并与炎性IL-6和TNF-α相匹配(图3e, S2f)。此外，肠上皮紧密连接标志物(claudin-2和ZO-1)与Turicibacter、Ruminococcaceae UCG-010和Peptococcaceae_unclassified呈负相关；另外，Turicibacter也与Trpv1呈负相关(图3e，图S3)。在这个共现网络中，差异细菌属主要产生了三个共生富集单元，即属于f_Tannerellaceae(p_Bacteroidota)的Parabacterioides，属于f_Ruminococcaceae(p_Firmicutes)的7个属(红色字体)，以及属于f_Lachnospiraceae(p_Firmicutes)的9个属(黄色字体)。这些来自同一门(厚壁菌门)的属通常彼此呈正相关，而它们与来自拟杆菌门的属呈负相关。总的来说，不同细菌属和宿主表型之间广泛的共表达网络暗示了肠道微生物在调节宿主摄食、Tb、肠道屏障和炎症方面的潜在作用。 

  图3. 粪便微生物群及其与肠道生物标志物的相关性。a，基于Bray-Curtis相异性的主坐标分析(PCoA)指示的β多样性，以分析和可视化样品之间的相似性和差异。采用置换多元方差分析(PERMANOVA)确定统计学差异。b，圆形图显示除未培养分类群外的前10个属。c，不同细菌在属水平上的相对丰度。d，特定属与不同肠道标志物和受体的mRNA表达之间的相关系数热图。*P < 0.05，**P < 0.01和***P < 0.001，NS，不显著。  

4 CMT恢复了供体的热及炎症表型

为了进一步证实肠道微生物群在介导YJT诱导的体温调节和炎症预防假说中的作用，本研究进行了CMT。将PTU、YJT+PTU、T4+PTU处理或对照组大鼠的肠道微生物群转移到抗生素处理的受体中，分别命名为CMTPTU、CMTYJT、CMTT4和CMTCon(图4a)。正如我们预测的那样，受体表现出与供体相似的热表型和炎症表型(图4b，c)。持续一周的抗生素治疗导致Tb水平在终止治疗后2周内慢性下降，体重和食物摄入量没有明显变化(图4b，图S4a,b)。CMTPTU大鼠表现出比对照组更低的Tb和摄食水平，而CMTYJT和CMTT4大鼠没有表现出明显的差异，甚至比对照组的Tb更高(图4b)。此外，比其他组相比，CMTPTU大鼠表现出较高的血糖、血清GLP-1和LPS水平，但血清T3、T4、胃饥饿素水平较低，回肠隐窝长度较短(图4c-i)。

  图4. 盲肠微生物群转移(CMT)调节了受体的代谢表型、血清代谢物和回肠组织学。a，实验设计示意图。b，实验过程中的平均核心体温(Tb)(每组n = 4)。c，血糖水平。d-h，通过ELISA检测血清甲状腺素(T4)、三碘甲状腺原氨酸(T3)、胃饥饿素、胰高血糖素样肽-1(GLP-1)、脂多糖(LPS)。i，四个实验组回肠苏木精-伊红染色组织学分析。比例尺为500 µm。数据以平均值±SEM表示。单因素方差分析和事后LSD检验。*P < 0.05与对照组相比。

5 YJT-微生物群激活BAT产热并减轻肠道炎症

BAT是一种重要的产热器官，在小型哺乳动物和人类中都有独特的线粒体蛋白解偶联蛋白1(UCP1)。本研究通过RT-qPCR进一步量化了BAT中产热相关基因的mRNA表达，以及与维持肠道屏障、肠道激素、神经或免疫信号以及回肠炎症相关生物标志物相关的基因的表达，这些基因是用PTU、YJT+PTU、T4+PTU和对照组大鼠的肠道微生物群转移到抗生素处理的大鼠中的。关于Tb的变化，观察到CMTYJT组在BAT中显示出比CMTPTU组更高的Adrb3(β3肾上腺素能受体)、Cidea、PPAR-α、PPAR-γ、PRDM16和UCP1(解偶联蛋白1)的mRNA水平，Fabp4(脂肪酸结合蛋白4)的mRNA水平低于CMTPTU组，而其他基因(如PGC-1α和Dio2)在各组间没有差异(图5)。这些数据支持YJT处理的微生物群激活BAT产热功能。

在回肠中，CMTT4组claudin-2的表达明显高于CMTPTU和CMTYJT组(图5b)，而ZO-1、PCNA或HDAC4的表达无差异。CMTYJT组的NF-κB和TNF-α值相对低于CMTPTU组，而CMTT4组的NF-κB和IL-15水平均高于CMTYJT组(图5b)。CMTYJT组中Trpv1和Trpv3的表达高于CMTYJT组，而Trpv4的表达在各组之间没有差异(图5c)。CMTPTU组和CMTYJT组中Dio1表达均低于CMTCon组，而CMTYJT组中Dio2表达高于其他组(图5c)。Th和Tph的表达在各组中没有差异；然而，HTR1F在CMTPTU和CMTT4组中表达较弱(图5c)。CMTT4组中GLP-1R的表达低于CMTPTU组(图5c)。此外，与CMTPTU组相比，CMTYJT组中FFAR2、FFAR3和FXR等受体的mRNA表达上调，TLR-4明显下调；GPR65、Nod2、Pglyrp1和Pglyrp2在CMTYJT大鼠中的表达低于CMTPTU(图5d)。这些结果表明，YJT处理的微生物群调节细菌相关的多种信号通路，并减轻甲状腺功能减退相关的肠道炎症。

图5. 棕色脂肪组织(BAT)中产热标志物和CMT受体小肠中炎症调节因子的表达。a，Adrb3、Cidea、PPAR-α、PPAR-γ、PRDM16、Fabp4、UCP1和Dio2。b，Claudin-2、ZO-1、PCNA、HDAC4、NF-κB、TNF-α和IL-6和IL-15。c，Trpv1、Trpv3和Trpv4，Dio1和Dio2、酪氨酸羟化酶(Th)，色氨酸羟化酶2(Tph2)，5-羟色胺受体1 F(HTR1F)和胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)。d，游离脂肪酸受体2和3(FFAR2和FFAR3)、胆汁酸G蛋白偶联受体5(TGR5)、法尼醇X受体(FXR)、G蛋白偶联受体65(GPR65)、Toll样受体4(TLR4)、nod-样受体2(Nod2)，肽聚糖识别蛋白1和2(Pglyrp1和Pglyrp2)。单因素方差分析和事后LSD检验。*P < 0.05，**P < 0.01和***P < 0.001。不同的字母表示显著差异。 

6 细菌定植可调节产热和炎症

本研究对所有供体和受体的粪便样本进行了16S rRNA基因测序和分析，以确认细菌定植的效率，并比较受体的组间差异。虽然受体肠道微生物群落的α和β多样性与供体不同(图S5a，b；表S2-5)，但一些特定的属，如Mucispirillum、Prevotellaceae和Turicibacter，表现出与受体相似的模式(图S5c)。此外，β多样性在受体大鼠组间显示出分离(图6a)。在受体中筛选出各组的细菌生物标志物(图6b)，与CMTPTU大鼠相比，CMTYJT大鼠的Candidatus_Arthromitus相对丰度较高，Prevotellaceae和Turicibacter的相对丰度较低；而Ruminococcaceae在CMTT4大鼠中过度表达(图6c)，表明由于来自不同供体的CMT，肠道微生物群落的结构和组成存在差异(图6c)。

此外，Pearson相关性和共现网络分析显示，这些肠道细菌的丰度与不同代谢表型(如血清T4水平)、BAT产热和肠道炎症因子相关的基因表达有潜在的相关性(图6d，e)。核心Tb可能被肠道Trpv1感知，并受血清T3水平和BAT调节因子的调节(图S7)。另枝菌属(Alistipes)与肠道FFAR2的表达呈负相关；此外，乳杆菌属(Lactobacillus)和Eisenbergiella分别与血清GLP-1和LPS水平呈负相关(图S7)。总体而言，共现网络分析显示，CMT诱导的细菌的相互作用有助于调节BAT产热和系统性炎症。

  图6. 盲肠菌群特征及其与CMT宿主生物标志物的相关性。a，基于Bray-Curtis相异性的主坐标分析(PCoA)指示的β多样性，以分析和可视化样品之间的相似性和差异。采用置换多元方差分析(PERMANOVA)确定统计学差异。b ，粪便微生物群中LDA得分>2的LEfSe分析选择的差异细菌分类。c，属水平上不同细菌的相对丰度("+"表示数据的平均值)。d，肠道标志物和细菌分类学之间的Mantel检验和Pearson相关性的组合图。e，特定属与不同肠道标志物和受体mRNA表达之间的相关系数热图。*P < 0.05，**P < 0.01和***P < 0.001。      

讨论

近期，尽管对HM作为一种治疗代谢相关疾病的有前景的药物进行了广泛的研究，但对HM和肠道微生物组的结合的认识有限，并且该领域的一些问题仍未得到解答。本研究将这两个相互依赖的领域结合起来，证明了YJT对PTU诱导的甲状腺功能减退大鼠的Tb和甲状腺激素代谢有显著影响。同时，根据16S rRNA基因测序和微生物群转移的结果，YJT的作用可以通过肠道微生物群落的变化来解释和证实，因此，可以通过调节一组被识别为细菌代谢物和细胞壁成分的特定受体(如FFAR2/FFAR3、TGR5/FXR、Pglyrp1/2/Nod2和TLR4)来解释和确认。本研究强调了YJT-微生物群-肠道信号级联通路在介导YJT激活产热和预防系统性炎症方面的作用。

甲状腺功能减退症是与肠道和系统生态失调有关的最常见的代谢性疾病之一。据报道，PTU诱导的甲状腺功能减退症大鼠的甲状腺激素水平与甲状腺功能减退症患者相似。因此，在本研究中，PTU处理可诱导Sprague-Dawley(SD)大鼠甲状腺功能减退。正如预期的那样，PTU治疗导致食欲不振，基础能量代谢受到抑制，Tb下降。在甲状腺功能减退大鼠中，这些代谢表型与厌食性肠道激素GLP-1的循环水平升高、促食欲胃饥饿素的低水平以及甲状腺激素水平下降有关。肠道微生物群落紊乱和系统性炎症的增强是本研究PTU大鼠模型中最明显的结果。此外，从甲状腺功能减退大鼠转移微生物群的受体表现出与其供体相似的代谢和炎症表型，这在以前的研究中也观察到。因此，这些数据表明甲状腺功能减退症的微生物群在形成低代谢和高炎症方面的致病作用。

为了通过研究肠道微生物群对肠道激素和炎症细胞因子产生的贡献来解释这些变化，我们检测了小肠中一些最重要的受体和生物标志物的mRNA表达。值得注意的是，先天模式识别受体，如Nod2、Pglyrp1、Pglyrp2(肽聚糖传感器)和TLR4(LPS受体)，对哺乳动物的炎症反应和抗菌肽的产生至关重要。本研究观察到PTU处理的大鼠中GPR65、Nod2、Pglyrp1和TLR4的表达显著增加。这些受体通过识别细菌成分(肽聚糖和LPS)，激活炎症反应，突破肠道屏障，并通过增加GLP-1的分泌来降低食欲。此外，细菌LPS已被证明可以抑制Dio活性，降低循环中T3的水平，从而导致体温过低。罗氏菌属(Roseburia)、Lachnospiraceae、Peptococcaceae和Ruminiclostridium与Tb呈正相关，而Parabacteroides、Rikenellaceae和Ruminococcaceae与Tb呈负相关。与这些数据一致，作者之前在甲状腺功能减退沙鼠模型中检测到类似的菌群变化。此外，甲状腺功能减退大鼠的绒毛长度、隐窝深度和肠道紧密连接分子的减少表明，肠道吸收和屏障受到干扰，导致系统性炎症反应增加。综上所述，通过激活LPS-TLR4和肽聚糖-Nod2/Pglyrp1信号通路，肠道微生物群失调可能与甲状腺功能减退大鼠的代谢降低和系统性炎症增强有关。 用L-甲状腺素作为治疗甲状腺功能减退症的常规方法，可以补救甲状腺功能减退症大鼠的体重和摄食量的下降。同时，根据以前研究的推荐剂量，当前的数据表明，T4治疗大鼠的食物摄入量和Tb水平显著增加；一些器官的重量增加，包括脾脏、心脏和肝脏；绒毛和隐窝长度增加，肠道细胞增殖增加；以及一些促炎和炎症标志物在T4治疗大鼠中过度表达。HDAC4是一种参与翻译后修饰的酶，据报道可以刺激细胞增殖并增强上皮紧密连接，这支持我们在T4处理大鼠中发现的肠道HDAC4、PCNA和紧密连接标志物的高表达。这些数据表明，T4治疗甲状腺功能减退症会产生不良事件，如摄食过量、体温过高和过度炎症。 在本研究中，在药物诱导的甲状腺功能减退大鼠中给药YJT可以解决Tb的降低，并防止系统性炎症。

虽然YJT的确切组成和活性成分尚不完全清楚，但有一些证据表明，它含有具有抗氧化和抗炎特性的化合物，如黄酮类和甘草素，以及益生元多糖。这些生物活性成分可能直接被肠道上皮TRP通道感知，调节激素(如GLP-1、瘦素和脂联素)的分泌，并促成其对BAT及相关途径的潜在益处。另外，这些植物源性产物可以发酵成SCFAs，在体内发挥抗炎和产热作用。为了研究肠道微生物群是否在YJT对甲状腺功能减退症状的有益作用中发挥作用，我们将YJT治疗的供体的盲肠微生物群转移到抗生素处理的大鼠中。抗生素处理不能完全耗尽微生物群，但为了消除受体固有的微生物群的影响，减少了现有的微生物群，为供体的微生物群定植创造了有利的环境，这已被有效地应用于肠道微生物群功能的研究。虽然供体微生物群由于与原有微生物的竞争而不能完全定植在受体肠道内，但一些特定的属表现出与供体相似的变化模式。

在以前的研究中也采用了同样的CMT程序。这些数据表明了移植的效率，而且受体获得了与供体相似的代谢和炎症表型。 微生物群的转移也可能传递了YJT对小肠炎症相关基因和BAT中产热相关基因表达的影响。CMTYJT大鼠中NE合成限速酶(Th)的基因表达增加，有助于激活BAT产热作用。

此外，肠道中Dio2的表达增加，促进无活性T4向生物活性T3的转化，也被认为是CMTYJT大鼠产热的诱导因素。这些结果表明，YJT或YJT处理的微生物群可能影响这些神经递质和激素在体内的产生和处理，这反过来可能有助于其热特性。本研究的数据进一步表明，细菌代谢物相关受体，如FXR和/或TGR5(针对BAs)和FFAR2和/或FFAR3(针对SCFAs)可能参与了肠道神经递质和激素的调节。以前的研究表明，BA-TGR5/FXR-Dio信号传导对增强能量消耗和葡萄糖控制的重要性。此外，本研究的数据支持肠道LPS-TLR4和肽聚糖-Nod2/Pglyrp1信号的减少可能传达了YJT或YJT处理的微生物群的抗炎作用。此外，接受YJT处理的微生物群的Trpv1和Trpv3表达增加，与炎症、疼痛和热的感受以及随之而来的Tb调节有关。考虑到以前的文献和当前的数据，与Dio1表达呈正相关的Oscillibacter可能增强抗炎反应。此外，我们在YJT治疗组观察到的另一个变化是厚壁菌门与拟杆菌门的比例下降，这与疾病状态有关。本研究表明，YJT处理的肠道微生物群可以对肠道先天免疫系统的活动产生影响，并保护动物免受甲状腺功能减退引起的高度炎症的影响。此外，这些数据表明，微生物群-肠道-BAT轴在介导YJT诱导的体温调节中起着关键作用。

因此，YJT可能作为一种益生元，通过改变肠道微生物群，提高Tb并缓解甲状腺功能减退症相关的炎症反应。这些对产热的影响可能与Th和Dio2的表达增加有关，它们参与了小肠中去甲肾上腺素的合成和甲状腺激素的代谢，最终激活BAT中的产热途径。与治疗甲状腺功能减退症的传统药物L-甲状腺素相比，YJT通过抑制肠道LPS-TLR4和肽聚糖-Nod2/Pglyrp1信号通路，具有减轻系统性炎症反应的独特功效(图7)。总之，本研究报道的数据表明，YJT有益的产热和抗炎特性可能与肠道微生物群的改变有关，通过微生物群-肠道-BAT轴。由于每组的个体数量有限，在解释这些结果时应谨慎。YJT的确切活性成分及其调节热、能量和肠道稳态的机制仍需充分表征，以了解其益生元功能。鉴于HM在人类健康中的广泛性，这些结果可以为现代医学系统打开一扇新的窗口。

图7. 总结YJT通过肠道微生物群和相关的多种信号通路的产热和抗炎特性。

PTU治疗的甲状腺功能减退大鼠表现出低体温、低食欲和高度炎症，这与肠道微生物群失调有关，特别是与高度富集的普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)有关。YJT作为一种益生元，可以调节肠道微生物群和代谢物相关受体(如FFAR3和TGR5/FXR)，刺激肠道内用于合成去甲肾上腺素的酪氨酸羟化酶(Th)和用于甲状腺激素代谢的2型脱碘酶(Dio2)的基因表达，从而激活棕色脂肪组织(BAT)的产热途径，减轻与甲状腺功能减退有关的系统性炎症。相比之下，甲状腺功能减退大鼠的L-甲状腺素(T4)治疗会刺激胃饥饿素的分泌，激活肠道LPS-TLR4和肽聚糖-Pglyrp2信号通路，导致体温过高、食欲过盛和高炎症。