乳酸菌調(diào)控膽固醇代謝關(guān)鍵因子的研究進(jìn)展

李權(quán)威，張開(kāi)屏，趙艷紅，杜 瑞，田建軍*，靳 燁

（1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 呼和浩特010018 2 內(nèi)蒙古商貿(mào)職業(yè)學(xué)院食品工程系 呼和浩特010070）

近幾年，心血管疾病高發(fā)，已經(jīng)成為人類(lèi)的主要死因之一[1]。體內(nèi)膽固醇含量過(guò)高是引發(fā)此類(lèi)疾病的主要原因[2]。有研究表明，每降低1%的血清總膽固醇含量，冠心病等疾病的發(fā)病率可降低2%～3%[3]。他汀類(lèi)藥物雖可起到明顯的治療效果，但其成本過(guò)高且副作用較大。天然代替品的研究顯得尤為重要。食源性乳酸菌來(lái)源于食品本身，安全性被廣泛認(rèn)可，且已有研究表明乳酸菌在體內(nèi)可以起到維持腸道菌群平衡，調(diào)節(jié)人體脂類(lèi)代謝及糖代謝等作用[4-5]。目前為止，已有大量研究證明乳酸菌具有降解膽固醇的能力，對(duì)其機(jī)理的研究也較深入。本文對(duì)乳酸菌調(diào)控機(jī)體內(nèi)、外膽固醇代謝的機(jī)理進(jìn)行總結(jié)、歸納。

1 膽固醇的代謝途徑

膽固醇又名膽甾醇，一種環(huán)戊烷多氫菲的衍生物[6]。從18世紀(jì)起，人們就從膽石中發(fā)現(xiàn)了該物質(zhì)，1816年由化學(xué)家本歇爾將這種物質(zhì)命名為膽固醇[7]。膽固醇是動(dòng)物組織細(xì)胞中極為重要的物質(zhì)，它參與細(xì)胞膜的形成，同時(shí)還是合成膽汁酸、維生素D 以及甾體激素的原料[8-9]。當(dāng)體內(nèi)膽固醇代謝紊亂時(shí)，機(jī)體就會(huì)受到不同程度傷害，當(dāng)今頻發(fā)的心腦血管疾病便是嚴(yán)重的后果[10]。針對(duì)這種高發(fā)高危疾病，大多選用2 種治療方式，一是通過(guò)食用膽固醇含量低的食物，以減少體內(nèi)膽固醇的攝入量，然而對(duì)于普通群眾來(lái)說(shuō)很難做到時(shí)刻保持警惕；二是依靠藥物治療，然而藥物治療不僅費(fèi)用高昂，副作用更是不可預(yù)估，顯然不屬于理想的治療方法[11-12]。因此，對(duì)于具有調(diào)控機(jī)體內(nèi)、外膽固醇代謝作用的食源性乳酸菌的研究得到了極大的發(fā)展。

圖1 體內(nèi)膽固醇代謝模型[13]Fig.1 The model of cholesterol metabolism in vivo[13]

體內(nèi)膽固醇的代謝主要分為膽固醇合成，膽固醇的分解及膽固醇的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)3 大部分，如圖1所示[13]。肝臟是膽固醇內(nèi)源性合成和分解的主要部位，在肝臟內(nèi)以乙酰輔酶A（Acetyl-CoA，Ac-CoA）為原料，經(jīng)過(guò)一系列的反映最終轉(zhuǎn)變成膽固醇，其中HMGCR 是肝臟內(nèi)膽固醇合成的關(guān)鍵限速酶，它催化甲羥戊酸的合成，這是合成膽固醇的關(guān)鍵前體物質(zhì)，乳酸菌對(duì)膽固醇合成代謝的調(diào)控作用主要是通過(guò)影響此因子的表達(dá)而實(shí)現(xiàn)[14]。肝臟內(nèi)的膽固醇除了由內(nèi)源性合成以外，還有部分是從血液中吸收而來(lái)，血液中含有的高密度脂蛋白膽固醇（High-density lipoproteins receptorscholesterol，HDL-c） 和低密度脂蛋白膽固醇（Low density lipoproteins-cholesterol，LDL-c） 會(huì)通過(guò)基底膜（肝細(xì)胞與肝竇間） 上B1 型清道夫受體（Scavenger receptor class B type I，SRBI）以及低密度脂蛋白受體（Low density lipoprotein receptor，LDLR）被肝臟吸收，低密度脂蛋白膽固醇的吸收過(guò)程主要靠SREBPs 來(lái)調(diào)控，這便是乳酸菌調(diào)控肝臟膽固醇吸收的主要作用因子[15]。為了維持肝臟內(nèi)膽固醇的平衡，肝臟會(huì)將部分膽固醇在CYP7A1 的控制下轉(zhuǎn)化為結(jié)合型膽酸鹽，在膽汁酸的作用下隨糞便排出[16]。剩余部分的游離膽固醇會(huì)從肝細(xì)胞中排出，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，與膽鹽和磷脂共同形成乳糜微粒再被腸道吸收，小腸對(duì)于膽固醇的吸收主要依靠腸上皮細(xì)胞中的NPC1L1蛋白來(lái)控制，將小腸內(nèi)多余的膽固醇轉(zhuǎn)移出小腸的主要調(diào)控原件是ABCG5/G8[17]。乳酸菌通過(guò)肝臟X 受體（Liver X receptors，LXRs）對(duì)小腸中的這2個(gè)關(guān)鍵因子進(jìn)行調(diào)控，從而影響小腸內(nèi)膽固醇的代謝。

2 乳酸菌調(diào)控體內(nèi)膽固醇代謝機(jī)理

目前已經(jīng)研究指出乳酸菌調(diào)控體內(nèi)膽固醇代謝的途徑主要有：（1） 抑制肝臟膽固醇的生物合成；（2）促進(jìn)膽固醇的分解代謝；（3）調(diào)節(jié)膽固醇的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)。這些途徑中存在著一些關(guān)鍵控制因子，如：膽固醇合成過(guò)程中的3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A 還原酶（3-Hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase，HMGCR）；膽固醇分解過(guò)程中的膽固醇7α-水解酶（Cholesterol 7 alpha hydroxylase，CYP7A1）；膽固醇吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的ATP 結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ATP binding cassette，ABC）家族成員G5 和G8（ABCG5/G8）、多蛋白跨膜蛋白（Niemann-pick C1 like 1，NPC1L1）以及固醇調(diào)節(jié)原件結(jié)合蛋白（Sterol regulatory element binding protein，SREBPs）[18-19]。乳酸菌對(duì)膽固醇代謝的調(diào)控作用與這些關(guān)鍵控制因子息息相關(guān)，可以說(shuō)這些代謝過(guò)程中的關(guān)鍵因子就是乳酸菌的作用靶標(biāo)。

表1 調(diào)控體內(nèi)膽固醇代謝的關(guān)鍵控制因子Table 1 The key regulatory factor of cholesterol metabolism

2.1 膽固醇合成代謝關(guān)鍵控制因子及乳酸菌調(diào)控機(jī)制

膽固醇的合成幾乎發(fā)生在所有細(xì)胞中，然而主要合成部位集中在肝臟、腸、腎上腺皮質(zhì)和生殖組織中，人體內(nèi)合成的總膽固醇的三分之一是在肝臟內(nèi)完成的[20]。

HMGCR 是膽固醇生物合成中的限速酶，它催化3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A（3-Hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A，HMG-CoA） 還原為甲羥戊酸。所有哺乳動(dòng)物的HMGCR 都位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，人類(lèi)的HMGCR 蛋白共有888 個(gè)氨基酸殘基，被分為2 個(gè)相鄰的區(qū)域，還原酶的N 末端結(jié)構(gòu)域由339 個(gè)氨基酸組成，并通過(guò)8 個(gè)由短環(huán)分開(kāi)的跨膜區(qū)段整合到膜中，其中第89 位和第248 位為2 個(gè)可受甾醇調(diào)節(jié)的氨基酸位點(diǎn)（圖2）[21]，還原酶的C 末端由548 個(gè)氨基酸組成，是HMGCR 發(fā)揮催化活性的主要區(qū)域。Istvan 等[22]對(duì)酵母中的HMGCR 進(jìn)行研究，結(jié)果表明HMGCR 是甲羥戊酸合成途徑中的關(guān)鍵酶，控制包括膽固醇和異戊二烯部分在內(nèi)的數(shù)以千計(jì)的分子的產(chǎn)生。

圖2 HMGCR 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖[21]Fig.2 The topology of HMGCR[21]

調(diào)節(jié)HMGCR 的活性是控制膽固醇合成量的主要方法，因此常被作為降低體內(nèi)膽固醇含量的藥物靶標(biāo)，例如：目前醫(yī)學(xué)上最常用的他汀類(lèi)藥物，是治療高膽固醇血癥的最常用藥物之一，這種藥物的作用機(jī)理就是通過(guò)抑制HMGCR 的活性來(lái)干擾膽固醇的重頭合成，從而降低膽固醇含量[23]。然而，由于其負(fù)作用較大，近幾年科學(xué)家們已經(jīng)在研究能夠起到降膽固醇作用的生物制劑，以滿(mǎn)足大眾的醫(yī)療需求。隨著研究的深入，天然的健康的微生物制劑逐漸占領(lǐng)了研究的大部分領(lǐng)域。2002年Jiang 等[24]對(duì)來(lái)自海洋的腐皮鐮刀菌FG319 進(jìn)行研究，結(jié)果表明該菌的粗提物對(duì)HMGCR 的抑制能力隨著其質(zhì)量濃度的升高而增強(qiáng)，且當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到150 μg/mL 時(shí)抑制率達(dá)到最高為80%，之后隨著代謝粗產(chǎn)物質(zhì)量濃度的再度升高，抑制率出現(xiàn)下降趨勢(shì)。此外研究人員發(fā)現(xiàn)除了海洋微生物以外，食源性的乳酸菌也可以通過(guò)調(diào)控HMGCR 的活性來(lái)調(diào)控膽固醇的合成代謝。2016年郭均[25]發(fā)現(xiàn)活菌與死菌對(duì)HMGCR 的活性影響差異很大，活的乳酸菌會(huì)下調(diào)HMGCR 基因的表達(dá)從而抑制膽固醇的合成，死的乳酸菌卻會(huì)上調(diào)HMGCR 基因的表達(dá)。隨著研究的深入，乳酸菌對(duì)于HMGCR 的調(diào)控機(jī)理也越發(fā)明確，Hawley 等[26]研究發(fā)現(xiàn)腺苷酸活化蛋白激酶（5'-Adenosine monophosphate activated protein kinase，AMPK）是關(guān)鍵代謝酶，如HMGCR 的上游激酶，并且通過(guò)α亞基的激活環(huán)區(qū)段（大鼠AMPK 中的Thr172）內(nèi)的蘇氨酸殘基的磷酸化而被激活。2012年Srivastava 等[27]的研究也表明AMPK 直接磷酸化可以控制許多主要代謝調(diào)控因子和主要參與控制葡萄糖和脂質(zhì)代謝的轉(zhuǎn)錄因子的活性。之后Chen 等[28]在2016年發(fā)現(xiàn)乳桿菌通過(guò)與NF-κB（核因子-κB） 相關(guān)的途徑，降低HepG2 細(xì)胞中的HMGCR mRNA 表達(dá)，雖然NF-κB 亞基不被AMPK 直接磷酸化，但NF-κB 信號(hào)傳導(dǎo)的抑制是由AMPK 的幾個(gè)下游靶標(biāo)介導(dǎo)的。Lew 等[29]在2018年通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了植物乳桿菌DR7 在細(xì)胞內(nèi)刺激了AMPK的磷酸化，隨著AMPK 磷酸化水平的增加，HMGCR 的活性受到抑制，基因的表達(dá)量顯著降低?？偟膩?lái)說(shuō)，乳酸菌通常是通過(guò)促進(jìn)AMPK 的磷酸化，從而導(dǎo)致HMGCR 基因的表達(dá)降低。

2.2 膽固醇分解代謝關(guān)鍵控制因子及乳酸菌調(diào)控機(jī)制

降低膽固醇的另一個(gè)主要途徑就是通過(guò)促進(jìn)膽固醇在體內(nèi)的分解作用，減少其在體內(nèi)的含量，CYP7A1 是膽固醇轉(zhuǎn)化為膽汁酸（Bile acid，BA）途徑中的合成限速酶，僅在肝臟中表達(dá)，每天能為人體排除400～600 mg 多余的膽固醇。對(duì)于這個(gè)因子的調(diào)控方式首先就是人們熟知的運(yùn)動(dòng)法，由Mani[30]研究表明脂肪堆積會(huì)顯著降低體內(nèi)CYP7A1 mRNA 的表達(dá)，從而影響膽固醇向膽汁酸轉(zhuǎn)化。隨著研究的深入，對(duì)于此因子的調(diào)控不僅限于運(yùn)動(dòng)這一種方式，由Kir 等[31]在2012年發(fā)現(xiàn)了成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子19（FGF19）通過(guò)涉及核受體SHP 的機(jī)制抑制CYP7A1 轉(zhuǎn)錄，研究顯示核受體HNF4α 和LRH-1 對(duì)于CYP7A1 的調(diào)節(jié)作用具有雙重性。首先，研究人員通過(guò)促進(jìn)CYP7A1 啟動(dòng)子上的活性轉(zhuǎn)錄組蛋白合作維持CYP7A1 的基礎(chǔ)表達(dá)，其次，它們使SHP 與CYP7A1 啟動(dòng)子結(jié)合，從而促進(jìn)FGF19 介導(dǎo)的膽汁酸合成的抑制作用?？傊?，HNF4α 和LRH-1 是體內(nèi)CYP7A1 轉(zhuǎn)錄的重要調(diào)節(jié)因子。

近幾年，隨著乳酸菌調(diào)控膽固醇代謝相關(guān)研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)了乳酸菌可以通過(guò)提高CPY7A1 的表達(dá)來(lái)加速肝臟內(nèi)膽固醇的降解。Martinez 等[32]通過(guò)給大鼠喂食植物乳桿菌，驗(yàn)證了活菌可顯著降低大鼠低密度脂蛋白膽固醇和血漿三酰甘油水平，使糞便膽汁酸排泄加速45%，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)活菌組CYP7A1 的基因表達(dá)和蛋白水平顯著上調(diào)（mRNA 上調(diào)至80%，蛋白質(zhì)表達(dá)上調(diào)至60%），足以證明該菌對(duì)CYP7A1 的表達(dá)具有一定的促進(jìn)作用。隨后人們發(fā)現(xiàn)對(duì)CYP7A1 起調(diào)控作用的是乳酸菌中的膽鹽水解酶（Bile salt hydrolase，BSH），腸道內(nèi)乳酸菌含有膽鹽水解酶，此酶會(huì)增加體內(nèi)游離膽汁酸的分泌，這些游離膽汁酸會(huì)抑制法尼醇X 受體（Farnesoid X receptor，F(xiàn)XR），再由FXR/Fgf15 將信號(hào)從腸道傳遞到肝臟，從而上調(diào)肝臟內(nèi)CYP7A1 的表達(dá)，以此加快膽固醇向膽汁酸轉(zhuǎn)化的速度，降低肝臟內(nèi)膽固醇的含量[33]。Potthoff 等[34]也證實(shí)了益生菌可以在功能性FXR 信號(hào)通路的輔助下促進(jìn)糞便BA 的流失并誘導(dǎo)肝臟BA 合成。

2.3 膽固醇吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)代謝關(guān)鍵控制因子及乳酸菌調(diào)控機(jī)制

2.3.1 乳酸菌對(duì)小腸內(nèi)膽固醇的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控 如圖3所示[35]，小腸也是膽固醇合成部位之一，然而其合成量緊占體內(nèi)膽固醇含量的10%。在小腸內(nèi)膽固醇主要存在吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)2 種代謝，這2 種代謝主要由NPC1L1 蛋白及ABCG5/G8 蛋白控制，膳食中的膽固醇需要與小腸上皮細(xì)胞中的NPC1L1 蛋白特異性結(jié)合才能進(jìn)入到腸腔中，完成小腸對(duì)膽固醇的吸收過(guò)程，而腸腔內(nèi)的游離膽固醇以膠束狀態(tài)被轉(zhuǎn)運(yùn)到刷狀緣膜表面，在小腸的刷狀緣膜表面存在著ABCG5/G8 蛋白，此蛋白是調(diào)控腸腔中游離膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵蛋白，通過(guò)它膽固醇才可以進(jìn)入腸上皮細(xì)胞，在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)酯化作用形成乳糜微粒被轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞，完成小腸中膽固醇的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程[36]。

圖3 膽固醇腸代謝模型[35]Fig.3 The model of cholesterol metabolism in intestine[35]

乳酸菌對(duì)小腸內(nèi)膽固醇的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)代謝的調(diào)控也是通過(guò)調(diào)控這2 個(gè)關(guān)鍵蛋白的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的。最近有研究表明NPC1L1 蛋白是人體吸收膽固醇所必需的蛋白質(zhì)，其在吸收性腸上皮細(xì)胞的頂端高度表達(dá)[37]。小腸中的膽固醇在近端空腸區(qū)域表達(dá)量較高，此處恰好是膽固醇的吸收部位，膽固醇通過(guò)與NPC1L1 蛋白結(jié)構(gòu)域的特定結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高度特異性的轉(zhuǎn)運(yùn)，穿過(guò)腸上皮細(xì)胞后，經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)運(yùn)最終到達(dá)肝臟[38]。在此過(guò)程中，下調(diào)NPC1L1 蛋白的表達(dá)就能在一定程度上調(diào)控小腸對(duì)膽固醇的吸收，最終達(dá)到降低肝臟內(nèi)膽固醇含量的效果[39]。對(duì)NPC1L1 有調(diào)控作用的物質(zhì)有很多，比如譚志輝等[40]研究發(fā)現(xiàn)三磷酸鳥(niǎo)苷結(jié)合蛋白酶家族成員cdc42 能與NPC1L1 相互作用共同調(diào)控膽固醇的轉(zhuǎn)運(yùn)；Xie 等[41]也發(fā)現(xiàn)，SREBP-2 在NPC1L1 蛋白啟動(dòng)子處與膽固醇?；D(zhuǎn)移酶（Acyl coenzyme A：cholesterol acyltransferase，ACAT）結(jié)合，激活NPC1L1 蛋白啟動(dòng)子的活性，增強(qiáng)NPC1L1 蛋白的表達(dá)，肝細(xì)胞核因子4α（HNF4α）和肝X 受體（Liver X receptors，LXRs）均 有降低NPC1L1 蛋白表達(dá)的作用。ABCG5/G8 這對(duì)基因主要在肝細(xì)胞、膽管細(xì)胞、膽囊上皮細(xì)胞以及小腸上皮細(xì)胞刷狀緣表達(dá)。在小腸中該蛋白主要在小腸上皮細(xì)胞的刷狀緣膜表達(dá)[42]。最近有研究表明增加ABCG5 蛋白和ABCG8 蛋白在小腸中的表達(dá)可顯著降低膽固醇吸收[43]。且有研究發(fā)現(xiàn)ABCG5 蛋白和ABCG8 蛋白是LXRs 在腸道中的直接靶基因，兩者需要共同作用才能對(duì)膽固醇起到有效的調(diào)節(jié)作用，Repa 等[44]通過(guò)原位雜交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在LXR 激動(dòng)劑治療的腸細(xì)胞中，ABCG5 蛋白和ABCG8 蛋白的表達(dá)水平顯著增加，這足以證明維持體內(nèi)膽固醇穩(wěn)態(tài)是由腸中ABC 甾醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和LXR 依賴(lài)性表達(dá)協(xié)同調(diào)節(jié)的。

在小腸中，乳酸菌對(duì)于NPC1L1 蛋白和ABCG5/G8 蛋白這兩種因子的調(diào)控是依靠肝臟X受體（LXRs）介導(dǎo)的。LXR 主要包括2 種核受體LXR-α 和LXR-β，它需與類(lèi)視黃醇X 受體（Retinoid X receptor，RXR）結(jié)合形成雜合二聚體后才具有轉(zhuǎn)錄因子活性。在腸道內(nèi)LXR/RXR 雜合二聚體通過(guò)下調(diào)NPC1L1 蛋白的表達(dá)來(lái)抑制腸道對(duì)膽固醇的吸收。由Huang 等[45]研究表明嗜酸乳桿菌ATCC4356 對(duì)體內(nèi)膽固醇代謝有影響，飼喂嗜酸乳桿菌ATCC4356 后，十二指腸和空腸內(nèi)NPC1L1 蛋白的表達(dá)顯著降低，通過(guò)研究其機(jī)理發(fā)現(xiàn)飼喂乳桿菌的小鼠肝臟內(nèi)的肝臟X 受體被激活，下調(diào)了NPC1L1 蛋白的表達(dá)，因此才會(huì)起到抑制膽固醇合成的作用。LXR/RXR 雜合二聚體在下調(diào)NPC1L1 蛋白的表達(dá)，抑制膽固醇合成的同時(shí)還會(huì)上調(diào)ABCG5/G8 蛋白的表達(dá)，促進(jìn)腸道內(nèi)膽固醇的外排，從而減少體內(nèi)膽固醇的含量[46]。兩年后由Huang 等[47]再次通過(guò)小鼠試驗(yàn)證明嗜酸乳桿菌ATCC4356 具有上調(diào)LXR 在小腸中的表達(dá)水平的能力，且LXR 的激活顯著上調(diào)了ABCG5/G8蛋白的表達(dá)水平，這有利于膽固醇從細(xì)胞輸出到腔內(nèi)基底外側(cè)隔室?？梢?jiàn)乳酸菌完全可以通過(guò)LXR 調(diào)控ABCG5/G8 蛋白和NPC1L1 蛋白的表達(dá)進(jìn)而調(diào)控小腸內(nèi)膽固醇的代謝。

2.3.2 乳酸菌對(duì)肝臟內(nèi)膽固醇的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)控 肝臟通過(guò)LDLR 通路獲得血液中的低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C），同時(shí)當(dāng)LDLR 表達(dá)量過(guò)高時(shí)會(huì)刺激肝臟內(nèi)的包吞作用，以減少膽固醇的含量[48]。研究發(fā)現(xiàn)LDLR 通路主要受到SREBPs 蛋白的調(diào)節(jié)，SREBPs 蛋白共有3 種形式的異構(gòu)體，即SREBP-1a，SREBP-1c 和SREBP-2，其中SREBP-2 主要參與調(diào)節(jié)膽固醇的合成，在肝臟中含量最高[49]。SREBPs 蛋白的活動(dòng)由細(xì)胞的膽固醇含量控制，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)膽固醇含量過(guò)高時(shí)，SREBPs 蛋白雖然還能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）膜結(jié)合，但是活性很低。當(dāng)細(xì)胞耗盡固醇時(shí)，SREBPs 蛋白就會(huì)轉(zhuǎn)移到高爾基體，在那里，兩個(gè)蛋白酶釋放了SREBPs 蛋白的活性部分，然后進(jìn)入細(xì)胞核，激活目標(biāo)基因的轉(zhuǎn)錄。研究顯示胰島素、生長(zhǎng)因子、未折疊的蛋白質(zhì)應(yīng)答（UPR） 和細(xì)胞內(nèi)K+的改變等因素都能調(diào)節(jié)SREBPs 蛋白的轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后成熟的穩(wěn)定性[50]。

乳酸菌可以有效降低對(duì)人體有害的低密度脂蛋白膽固醇的含量，同時(shí)還能夠提高高密度脂蛋白膽固醇含量[51-52]。2012年有研究表明乳酸菌降低膽固醇的作用是通過(guò)調(diào)節(jié)SREBPs 蛋白來(lái)抑制LDLR 通路，從而減少肝臟內(nèi)膽固醇的吸收[53]。2016年Lee 等[54]研究植物乳桿菌發(fā)酵大蒜中的提取物對(duì)肥胖小鼠抗肥胖的作用，發(fā)現(xiàn)了植物乳桿菌可以通過(guò)下調(diào)SREBP-1c 等脂肪生成相關(guān)基因的表達(dá)，來(lái)減少腹部脂肪墊和血漿脂質(zhì)水平。2017年MA[55]也通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明了干酪乳桿菌降低體內(nèi)膽固醇水平的主要機(jī)制就是菌液可以抑制SREBP-1c 在體內(nèi)的表達(dá)。

綜上所述，膽固醇在體內(nèi)的代謝主要包括3個(gè)部分；膽固醇的合成，膽固醇的分解，膽固醇的吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)。3 個(gè)代謝過(guò)程都存在各自特定的控制因子，如具有限速作用的HMGCR 因子，控制膽固醇轉(zhuǎn)化的CYP7A1 因子，以及控制吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)作用的NPC1L1 因子、SREBP 因子、ABCG5/G8 因子，乳酸菌作為食源性菌，在安全性得到信任的同時(shí)又可以對(duì)這些因子起到直接或間接的調(diào)節(jié)作用，通過(guò)這些調(diào)控各個(gè)代謝過(guò)程中的關(guān)鍵因子，實(shí)現(xiàn)對(duì)體內(nèi)膽固醇代謝的調(diào)控作用。

3 乳酸菌調(diào)控體外膽固醇代謝機(jī)理

通過(guò)體外試驗(yàn)對(duì)乳酸菌降解膽固醇機(jī)理的研究較多，目前為止相對(duì)前沿觀點(diǎn)主要有2 個(gè)：（1）乳酸菌通過(guò)菌體的代謝產(chǎn)物來(lái)降低膽固醇含量；（2） 乳酸菌通過(guò)調(diào)控膽汁酸代謝及膽鹽作用控制膽固醇含量。

3.1 乳酸菌的代謝產(chǎn)物對(duì)膽固醇代謝的調(diào)控作用

Sasikumar 等[56]研究顯示，植物乳桿菌產(chǎn)生的胞外多糖（Exopolysaccharides，EPS）是一種高分子質(zhì)量的葡甘露聚糖型EPS，具有優(yōu)良的生化特性，目前已經(jīng)研究出其具有抗氧化，抗糖尿病和降膽固醇的性質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行細(xì)胞毒性測(cè)試顯示該EPS對(duì)正常細(xì)胞無(wú)毒性作用。近幾年也有研究發(fā)現(xiàn)，某些生產(chǎn)EPS 的益生菌菌株可以結(jié)合游離膽汁酸，同化膽汁酸后增加排放量。為了維持體內(nèi)膽汁酸的正常水平肝臟會(huì)利用膽固醇合成新的膽汁酸，也就降低了膽固醇的含量。由Horácˇková 等[57]研究也顯示一些腸道微生物菌群產(chǎn)生膽固醇還原酶，其催化膽固醇轉(zhuǎn)化為不溶性的糞（甾）醇，糞醇隨糞便排泄，從而減少了外源性膽固醇的量。Lye等[58]的研究表明在發(fā)酵乳桿菌中存在7α-羥基類(lèi)固醇脫氫酶的基因，該基因可催化游離形式和結(jié)合形式的膽汁酸發(fā)生7α-羥基氧化，形成氧代衍生物，這會(huì)減少底物轉(zhuǎn)化成更有害的次級(jí)膽汁酸，而這些氧代衍生物具有疏水性，有效抑制了腸腔對(duì)膽固醇的再吸收。以上研究均可說(shuō)明乳酸菌的某些代謝產(chǎn)物可以起到降低體內(nèi)膽固醇含量的作用。

3.2 乳酸菌通過(guò)調(diào)控膽汁酸代謝及膽鹽作用調(diào)控膽固醇的代謝

膽汁酸促進(jìn)腸道營(yíng)養(yǎng)吸收和膽汁膽固醇分泌，維持膽汁酸穩(wěn)態(tài)對(duì)于保護(hù)肝臟和其它組織、細(xì)胞免受膽固醇和膽汁酸毒性傷害至關(guān)重要。膽汁酸代謝受肝臟中膽汁酸合成和腸中膽汁酸生物轉(zhuǎn)化的調(diào)節(jié)。膽汁酸是內(nèi)源性配體，通過(guò)激活法尼醇X 受體和膜G 蛋白偶聯(lián)膽汁酸受體的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)和葡萄糖代謝穩(wěn)態(tài)[59]。Patel 等[60]研究發(fā)現(xiàn)口服活性植物乳桿菌可以降低總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇和三酰甘油的水平，且最為明顯的變化是膽汁酸排泄，大可推測(cè)出糞便膽汁酸排泄的增加可能是植物乳桿菌降低低密度脂蛋白膽固醇水平的主要機(jī)制。由Tsai 等[61]研究LAB降低膽固醇的能力時(shí)發(fā)現(xiàn)，微生物的BSH 活性是導(dǎo)致膽固醇含量降低的主要原因，在BSH 的催化下，腸腔內(nèi)的膽固醇發(fā)生去綴合形成了去共軛膽汁酸，去共軛膽汁酸溶解性較差，不易被腸內(nèi)腔吸收，更容易通過(guò)腸道排泄，從而減少了膽固醇在腸腔內(nèi)的吸收，也因此降低了血清膽固醇的水平。

膽鹽是一種疏水性物質(zhì)，一些益生菌能夠使腸腔內(nèi)的膽鹽脫共軛，去偶聯(lián)形式下的膽鹽作為乳化劑比共軛膽鹽的作用更小，使膽固醇無(wú)法形成穩(wěn)定的膠束，且酸性條件下的去共軛膽鹽會(huì)發(fā)生質(zhì)子化和沉淀現(xiàn)象，此時(shí)腸道膽固醇可以與去共軛膽鹽發(fā)生共沉淀，大大減少了腸道對(duì)膽固醇的吸收量[62]。Wang 等[63]也證實(shí)去偶聯(lián)形式的膽鹽的存在對(duì)于該機(jī)制的發(fā)生是必不可少的。

4 結(jié)論

對(duì)于降膽固醇乳酸菌的研究已經(jīng)進(jìn)行了近半個(gè)世紀(jì)，大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)充分證明乳酸菌可以起到調(diào)控體內(nèi)膽固醇代謝的作用，盡管不同菌株之間存在明顯的特異性。與體外相比，對(duì)于乳酸菌在體內(nèi)降解膽固醇的機(jī)制的研究相對(duì)滯后。隨著近幾年深入研究發(fā)現(xiàn)，乳酸菌在體內(nèi)降解膽固醇的機(jī)制大致可從合成、吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)3 個(gè)方面展開(kāi)分析，且以目前的研究結(jié)果表明乳酸菌的調(diào)控作用主要是通過(guò)調(diào)節(jié)3 大代謝通路中的關(guān)鍵控制因子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。然而，目前這些研究結(jié)果僅僅是依靠乳酸菌干預(yù)后的動(dòng)物體內(nèi)的蛋白質(zhì)表達(dá)量的變化推測(cè)出來(lái)的，判斷依據(jù)還相對(duì)表面，缺乏更深入、更本質(zhì)的證據(jù)。此外，乳酸菌在體內(nèi)調(diào)控膽固醇的作用是僅僅依靠其本身即可實(shí)現(xiàn)，還是需要其它代謝產(chǎn)物共同作用才能實(shí)現(xiàn)，是直接可以控制膽固醇代謝中的某個(gè)關(guān)鍵步驟，還是只能通過(guò)其它間接方式對(duì)其產(chǎn)生影響，都還沒(méi)有很詳細(xì)、明確的證明，相信隨著科研的進(jìn)一步深入，乳酸菌對(duì)膽固醇代謝的調(diào)控機(jī)制會(huì)更加明朗。