A probiotic Bifidobacterium pseudocatenulatum converts hesperidin to bioactive hesperetin and improves metabolic dysfunction in aging mice.

چکیده اصلی

Dietary flavonoids often require microbial metabolism to generate bioactive metabolites that influence host physiology. Hesperidin, a citrus flavanone glycoside, exhibits limited intestinal absorption and depends on gut microbial biotransformation to yield its active aglycone, hesperetin. Hesperetin activates CDGSH iron-sulfur domain 2 (CISD2), a pro-longevity gene whose expression declines with age, and its pharmacological activation has emerged as a strategy to promote healthy aging. Here, we identified a probiotic strain, Bifidobacterium pseudocatenulatum CL256B, that efficiently converts hesperidin to hesperetin via coordinated α-L-rhamnosidase and β-glucosidase activities, achieving ~90% bioconversion efficiency. In naturally aging mice challenged with a Western diet, six-month treatment with probiotic-derived hesperetin significantly improved age-associated metabolic phenotypes, including reduced body weight and adiposity, increased lean mass, enhanced muscle integrity and grip strength, and attenuation of hepatic steatosis. In addition, glucose tolerance, insulin sensitivity, and whole-body energy metabolism were improved. Transcriptomic analyses revealed activation of SIRT1 and HNF4α signaling in the liver and restoration of ribosome homeostasis in skeletal muscle. These findings support a microbiome-enabled strategy in which probiotic-assisted hesperetin bioconversion activates the CISD2 longevity pathway to improve metabolic health during aging.

ترجمه فارسی چکیده

فلاونوئیدهای غذایی اغلب نیاز به متابولیسم میکروبی برای تولید متابولیت‌های بیوفلاسک دارند که بر فیزیولوژی میزبان تأثیر می‌گذارند. هسپریدین، یک گلیکوزید فلاونون سیب‌زمینی، جذب روده‌ای محدودی دارد و به متابولیسم بیوترانزفورماسیون روده‌ای وابسته است تا آگلیکون فعال آن، هسپریتین، تولید شود. هسپریتین CDGSH iron-sulfur domain 2 (CISD2) را فعال می‌کند، یک ژن طول عمر که بیان آن با افزایش سن کاهش می‌یابد، و فعال‌سازی دارویی آن به عنوان یک استراتژی برای ترویج پیری سالم ظهور کرده است. در اینجا، ما یک استرین پروبیوتیک، Bifidobacterium pseudocatenulatum CL256B، شناسایی کردیم که به طور هماهنگ فعالیت‌های α-L-rhamnosidase و β-glucosidase را از طریق هسپریدین به هسپریتین تبدیل می‌کند و بهره‌وری تبدیل بیوفلاسک ~90٪ را به دست می‌آورد. در موش‌های طبیعی پیر که با رژیم غربی چالش‌برانگیز شده بودند، شش ماه درمان با هسپریتین حاصل از پروبیوتیک، پدیده‌های متابولیک مرتبط با سن را به طور قابل توجهی بهبود داد، از جمله کاهش وزن بدن و چربی، افزایش توده عضلانی، بهبود یکپارچگی عضلانی و قدرت گیر، و تعدیل سفت شدن کبد. علاوه بر این، تحمل گلوکز، حساسیت به انسولین و متابولیسم انرژی بدن کل بهبود یافت. تحلیل‌های ترنسکریپتوم نشان‌دهنده فعال‌سازی سیگنالینگ SIRT1 و HNF4α در کبد و بازسازی تعادل ریبوزوم در عضله اسکلتی است. این یافته‌ها استراتژی میکروبیوم‌محور را پشتیبانی می‌کنند که در آن تبدیل بیوفلاسک هسپریتین کمک پروبیوتیک، مسیر طول عمر CISD2 را فعال می‌کند تا سلامت متابولیک را در حین پیری بهبود بخشد.

متن کامل اصلی