db/dbマウスにおける腸の炎症と腸内微生物叢組成に対するベルベリンとメトホルミンの効果

ベルベリンとメトホルミンは、両方ともハーブ起源を持つ製薬剤を確立し、糖尿病を含む複数の疾患に偶発的な有益な影響を及ぼします。これらの効果は、腸内微生物叢を介して発生すると推測されています。この研究では、ベルベリンまたはメトホルミンのいずれかをDB/DBマウスに投与し、体重、食物摂取、および血糖値の変化を調査しました。新鮮な便サンプルは、16S RDNAハイスループットシーケンスを使用して分析して、腸内微生物叢を評価しました。スツール中の短鎖脂肪酸（SCFA）は、ガスクロマトグラフィーを使用して定量化されました。腸上皮におけるNF-κBシグナル伝達経路とタイト接合部（ZO1およびオクルディン）タンパク質の発現は、QPCRおよびウエスタンブロッティングを使用して決定されました。腸内バリア構造は、透過型電子顕微鏡検査を使用して検査され、血清リポ多糖（LPS）は市販のキットを使用して測定されました。ベルベリンとメトホルミンの両方が、食物摂取、体重、血糖値とHBA1Cレベルを低下させました。どちらの治療も腸のSCFA含有量を効果的に回復し、血清LPSのレベルを低下させ、腸の炎症を緩和し、腸内障壁構造を修復しました。メトホルミンまたはベルベリンによる介入により、db/dbマウスの腸内微生物叢が修飾され、SCFA産生細菌の数が増加しました（例えば、butylicimonas、coprococcus、Ruminococcus）、日和見病原体（例えば、Prevotella、proteus）を減らしました。LactobacillusやAkkermansiaを含む他のプロバイオティクスの増加も観察されました。ベルベリンとメトホルミンは、腸内微生物叢の組成を調節し、db/dbマウスの体重、血糖値、腸の炎症を減らすことができ、このモデルの糖尿病性合併症の減少において有効性を示します。

Berberine and metformin, both established pharmaceutical agents with herbal origins, have incidental beneficial effects on multiple diseases, including diabetes. These effects have been speculated to occur via the gut microbiome. In this study, we administered either berberine or metformin to db/db mice and investigated changes in body weight, food intake, and blood glucose levels. Fresh stool samples were analyzed using 16 s rDNA high-throughput sequencing to evaluate the gut microbiome. Short-chain fatty acids (SCFA) in the stool were quantified using gas chromatography. The expression of NF-κB signaling pathway and tight junction (ZO1 and occludin) proteins in the intestinal epithelium was determined using qPCR and western blotting. The intestinal barrier structure was examined using transmission electron microscopy and serum lipopolysaccharide (LPS) was measured using a commercial kit. Both berberine and metformin reduced food intake, body weight, and blood glucose and HbA1c levels. Both treatments effectively restored the intestinal SCFA content, reduced the level of serum LPS, relieved intestinal inflammation, and repaired intestinal barrier structure. Intervention with metformin or berberine modified the gut microbiome in db/db mice, increasing the number of SCFA-producing bacteria (e.g., Butyricimonas, Coprococcus, Ruminococcus) and reducing opportunistic pathogens (e.g., Prevotella, Proteus). An increased abundance of other probiotics including Lactobacillus and Akkermansia was also observed. Berberine and metformin can modulate the composition of the gut microbiome and reduce body weight, blood glucose levels, and intestinal inflammation in db/db mice, which demonstrates their effectiveness in the reduction of diabetic complications in this model.