胆固醇是胆汁酸、类固醇类激素和VD合成的底物，也是细胞膜的重要组成部分。胆固醇既是人体生长发育必需的物质，又与许多疾病密切相关。如今随着人们饮食习惯的改变，肉类食品摄入量增加，心脑血管疾病的发病率也在上升。关于乳酸菌降胆固醇的物质基础及其代谢通路的研究越来越受到国内外学者的高度关注。
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内蒙古农业大学食品科学与工程学院的田建军和靳烨*以及内蒙古商贸职业学院食品工程系的张开屏等人对胆固醇的代谢和乳酸菌调控胆固醇代谢的物质基础进行了综述，对差异蛋白质组学技术和聚合酶链式反应芯片技术的利用前景进行了展望，分析了不同模型小鼠肝脏脂蛋白、血浆和肝脏中的差异蛋白、胆固醇代谢信号通路的相关基因，为探索乳酸菌降胆固醇的活性物质基础及调控机理提供参考。
1 胆固醇的代谢通路及其调控的物质基础
胆固醇在体内的代谢途径如图1所示。胆固醇的合成主要在肝细胞和小肠上皮细胞中进行。膳食中胆固醇经胃肠道酶的分解产生游离胆固醇，游离的胆固醇、植物甾醇等会与胆盐复合成可溶于水的微胶粒，经特异介导胆固醇分子吸收的功能蛋白转运经过小肠上皮细胞、淋巴系统转入肝细胞，而低密度脂蛋白（LDL）和极低密度脂蛋白（VLDL）是运输内源性胆固醇的主要载体，可将脂类物质由肝脏向外周转运，如果LDL或VLDL含量升高，会引起血浆胆固醇和甘油三酯含量增高，形成高脂血症，所以把与LDL、VLDL结合的胆固醇认为是对人体健康不利的胆固醇。
1.1 胆固醇的合成
由图1可知，胆固醇合成的主要场所是在肝细胞和小肠上皮细胞，体内70%～80%的胆固醇是由肝细胞合成，10%由小肠上皮细胞合成。在肝细胞和肠上皮细胞内，以含有两个碳的Ac-CoA为原料，经多步酶促反应而合成含有27 个碳的胆固醇。
1.2 胆固醇的吸收与转运
在肠腔中，胆汁、食物和脱落的小肠上皮细胞是胆固醇的主要来源。膳食中的油脂、磷脂、固醇等脂类物质在胃肠道多种消化酶的作用下，分解消化而释放出游离脂肪酸、单甘油酯、双甘油酯、甘油三酯以及游离的胆固醇，而游离的胆固醇会与胆盐复合成微胶粒，这些可溶于水的微小颗粒能透过细胞膜进入肝肠循环。肠上皮细胞中游离的胆固醇，可由细胞膜上的ABCG5/G8介导外排到肠腔中，进而能够促进体内胆固醇的清除。小肠细胞能够从胆汁和食物中吸收大量胆固醇。小肠吸收的游离胆固醇大部分被ACAT重新酯化形成胆固醇酯，在载脂蛋白的作用下同甘油三酯、磷脂及少部分的游离胆固醇一起装配形成乳糜微粒，经淋巴系统，在脂蛋白脂酶作用下分解成乳糜微粒残体，再由肝细胞摄取进入血液循环。
1.3 调控胆固醇代谢的信号通路
在肝细胞内，调控胆固醇代谢的信号通路主要有以下5 个：1）LDL可将肝细胞中的胆固醇通过低密度脂蛋白受体（LDLR）摄取到血浆中，是负责运输胆固醇到血液中的主要脂蛋白。2）高密度脂蛋白主要在肝脏细胞和小肠上皮细胞内合成，可以摄取血管壁沉浸下来的胆固醇、甘油三酯、LDL等有害物质，转运到肝脏进而分解后排泄。3）VLDL可通过脂肪酸合成酶、Ac-CoA羧化酶（ACC）和微粒体转移酶蛋白将胆固醇输送到血浆中。4）肝X受体（LXR）-α蛋白质和胆固醇7α-羟化酶（CYP7A1）可将胞内的胆固醇分解代谢成胆汁酸。5）可通过抑制HMG-CoA R的活性来减少胆固醇的合成。
综上可知，机体主要通过胆固醇的肝脏细胞和肠上皮细胞的合成、小肠的吸收以及胆汁和粪便的排泄来维持机体内胆固醇的动态平衡，其中HMG-CoA R、NPC1L1、ABCG5/G8、ACAT是调控胆固醇动态平衡的关键因子，胆固醇的体内代谢平衡关键依赖SREBP2及其下游靶基因LDLR和HMG-CoA R的转录调控。
2 乳酸菌调控胆固醇代谢的物质基础
2.1 体内胆固醇代谢的调控途径
乳酸菌可通过抑制NPC1L1表达而抑制胆固醇在体内的吸收、介导ABCG5/G8表达上调以及代谢过程中产生胆盐水解酶（BSHs）等促进胆固醇的外排，作为调节血清胆固醇含量的主要措施。
益生乳酸菌调控体内胆固醇的代谢通路如图2所示。乳酸菌菌体细胞可通过菌体表面吸附胆固醇、共轭胆固醇解离促进外排来调控机体内脂质和胆固醇的水平。乳酸菌代谢产生的BSHs能将进入肠道内的牛磺酸胆酸盐、甘氨酸胆酸盐等结合型胆酸盐水解成牛磺酸、甘氨酸等游离胆汁酸，游离的胆汁酸不容易被小肠上皮细胞吸收，进入大肠后直接排出体外，由于反馈调节作用导致胆固醇在肝脏内被进一步分解生成新的胆汁酸，从而可以改变体内胆固醇的水平。
2.2 乳酸菌对胆固醇的调控作用
由图3A可知，进入肠腔的胆固醇，经肠上皮细胞的选择吸附与转运，再经体循环进入血清，提高了血清胆固醇的含量；由图3B可知，如肠腔中含有一定数量的益生菌时，益生乳酸菌可与游离的胆固醇结合，经小肠排出体外，阻止多数游离胆固醇被肠细胞吸附而进入血清中。诸多体外和体内实验表明，乳酸菌及其发酵产品可通过BSHs同化、吸收和共沉淀等作用来降解胆固醇。
2.3 乳酸菌体内降胆固醇的机制
乳酸菌通过介导转运蛋白NPC1L1和ABCG5/G8的表达来调控胆固醇的吸收与转运：肠道内的乳酸菌可通过抑制小肠上皮细胞对胆固醇吸收和促进胆固醇外排来调控体内胆固醇的水平。乳酸菌通过抑制胆固醇合成限速酶HMG-CoA的活性来抑制胆固醇的体内自身合成：乳酸菌能够通过抑制SREBPs的表达途径来抑制HMG-CoA的活性，进而降低大鼠血清胆固醇水平。乳酸菌通过调控CYP7A1和BSHs的活性来促进胆固醇的分解代谢：激活胆固醇分解代谢限速酶CYP7A1和BSHs的活性，促进胆固醇的分解也可调控体内胆固醇的水平。
展 望
乳酸菌降胆固醇机制的研究多是基于生长培养基而提出，不能反映体内的真实情况，因此通过动物机体实验研究乳酸菌降胆固醇的物质基础、代谢途径、信号通路成为当前亟待解决的问题。
3.1 利用差异蛋白质组学分析技术，研究调控胆固醇代谢的功能蛋白质
分别提取实验小鼠血浆和肝脏组织样品，利用差异蛋白质组学技术从中筛选出表达差异的蛋白质，利用质谱技术进行蛋白质鉴定和功能分析，探究受乳酸菌的影响胆固醇代谢过程中差异蛋白质的功能特性。
蛋白质组学通常有两种研究策略：一种为全谱蛋白质组学；另一种为差异蛋白质组学。差异蛋白质组学着重找出有意义的差异蛋白并不要求捕获全部蛋白，具有较好的应用前景。因此，差异蛋白组学技术已在食物蛋白质的研究、基因工程产物的鉴定、疾病的早期诊断等方面得到了广泛应用。
3.2 利用PCR Array技术，分析与胆固醇代谢信号通路相关的多个基因表达变化情况
聚合酶链式反应芯片（PCRArray）技术将荧光定量PCR技术与高通量芯片技术相结合，在一张96 孔板上同时对某个信号通路或疾病相关的多个基因的表达量变化情况进行检测，芯片上的基因包括了与研究对象有确定关系的基因或者待研究考证的基因。Qiagen Atherosclerosis PCR Array包含脂蛋白和胆固醇代谢信号通路相关的86 个关键基因PCRArray，可以分析机体肝脏脂蛋白、胆固醇代谢信号通路相关基因mRNA表达的变化情况。PCR Array功能分类芯片作为一种快速、准确的技术手段，可应用于探究机理的研究中。乳酸菌对胆固醇代谢影响机理与药物作用机理的研究具有一定的相似性。同时，研究上述蛋白质和相关基因在影响胆固醇代谢过程的相互关系，使蛋白质差异组学分析结果和PCR Array分析结果可以进行相互验证。
结 语
随着定量PCR技术和差异蛋白质组学技术的成熟与完善，利用生物组学技术和定量PCR技术从整体上研究同一菌株在不同功能条件下蛋白质表达谱和代谢谱的差异性，为从本质上厘清乳酸菌降胆固醇机理提供新的思路。
对乳酸菌对胆固醇代谢调控物质基础研究的展望能在一定程度上较全面、系统地提供较多的关于胆固醇代谢与肝脏脂蛋白和胆固醇代谢信号通路中相关基因mRNA表达变化的信息。结合差异蛋白质组学分析，研究乳酸菌降胆固醇的物质基础及其对胆固醇调节的信号转导通路，可在分子水平上揭示乳酸菌对体内胆固醇代谢影响的活性物质基础及其调控机理。
