杨芽黄素对小鼠脂质代谢的调控作用及机制研究

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在猪肉生产中,适当的脂质沉积会提高出栏猪的体重,增加肌肉内脂质的积聚,提高猪肉的嫩度、风味和多汁性,但过度的脂质沉积对猪的繁殖性能和肉品质等相关经济性状造成严重的影响。对于人类健康而言,脂质的过度沉积,会导致诸多代谢疾病,比如肥胖、糖尿病和脂肪肝等的发生。因此,迫切需要寻找安全有效的调控脂质沉积策略。杨芽黄素(Techtochrysin,Tec)是一种类黄酮类化合物,广泛存在于水果和蔬菜中。已有研究发现其具有抗氧化、抗病原微生物、抗肿瘤、和抗炎等作用。本研究,采用分子生物和细胞生物技术,分别通过体内和体外实验,评估杨芽黄素对脂质沉积的影响。该项研究不仅为猪肉品质改良提供理论依据,同时为治疗糖尿病、肥胖等代谢性疾病提供新策略。1.Tec对3T3-L1脂肪细胞脂质沉积的影响。(1)Tec(≤40μM)对3T3-L1细胞活力无影响(细胞活力>99.9%);(2)Tec(40μM)显著促进3T3-L1细胞分化和脂质积累。(3)Tec(40μM)显著促进脂质合成相关基因过氧化酶增殖因子活化受体(Peroxisome Proliferators-activated Receptor Gama,PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白(CCAAT Enhancer Binding Protein Beta,C/EBPβ)的m RNA和蛋白表达水平上升(P<0.05),并下调脂质分解相关基因含Patatin样磷脂酶域(Patatin-Like Phospholipase Domain-Containing Protein 2,Pnpla2)和激素敏感性脂肪酶(Hormone Sensitive Lipase,Lipe)的m RNA和蛋白的表达水平(P<0.05)。2.Tec对db/db小鼠脂质沉积和糖脂代谢的影响。(1)Tec(25 mg/kg/day)连续处理db/db小鼠5周,对其采食量和体重无影响。(2)Tec(25 mg/kg/day)处理显著增加了小鼠腹股沟白色脂肪组织(Inguen White Adipose Tissue,i WAT)的重量(P<0.05),同时降低了肾周白色脂肪组织(Perirenal White Adipose Tissue,p WAT)的重量(P<0.05),表明Tec改善脂肪组织脂质沉积分布;形态学研究发现Tec显著减小i WAT和p WAT脂肪细胞直径(P<0.05);Tec处理不影响db/db小鼠肝脏重量和甘油三酯(Triglyceride,TG)含量(P>0.05),以及骨骼肌的重量(P>0.05)。(3)Tec(25 mg/kg/day)处理组小鼠皮下脂肪组织中TG合成相关基因PPARγ和C/EBPβ的m RNA和蛋白水平升高(P<0.05),与脂解相关的Pnpla2和Lipe的m RNA和蛋白的水平下降(P<0.05),胰岛素信号通路中磷酸化蛋白激酶B(Phosphorylation of Protein kinase B,p-AKT)的表达上升。(4)Tec(25 mg/kg/day)改善db/db小鼠的胰岛素敏感性和葡萄糖耐受性(P<0.05),降低小鼠的血液血糖浓度以及血清中TG和游离脂肪酸(Free Fatty Acid,FFA)的水平。3.Tec通过介导胰岛素信号通路(IRβ/IRS1/AKT)促进脂肪细胞分化和脂质沉积。(1)在不添加胰岛素的条件下,Tec(40μM)单独处理可以促进体外培养脂肪细胞的分化和脂质沉积,且与胰岛素(Insulin,INS)阳性对照组无明显差别(P>0.05)。(2)在不添加胰岛素的条件下,Tec(40μM)单独处理可促进脂质合成相关基因PPARγ和C/EBPβ的m RNA和蛋白表达,同时下调脂质分解相关基因Pnpla2和Lipe的m RNA和蛋白表达(P>0.05),且都与INS处理阳性对照组基因表达无显著差异(P>0.05)。(3)Tec(40μM)可以单独诱导胰岛素信号通路蛋白胰岛素受体β(Insulin Receptorβ,IRβ)和AKT的磷酸化。(4)当用IRβ磷酸化抑制剂GSK1838705A(GSK)处理细胞后发现,Tec激活IRβ和AKT磷酸化和促进葡萄糖吸收的作用消失(P>0.05);当用胰岛素受体α(Insulin,Receptorα,IRα)受体的阻断剂AGL-2263(AGL)处理细胞后发现,Tec仍可激活IRβ和AKT的磷酸化并促进葡萄糖吸收(P>0.05)。以上结果表明Tec通过调控IRβ的磷酸化水平进而促进胰岛素的敏感性。综上所述,体内实验表明Tec改善小鼠脂质的异位沉积并改善脂肪组织胰岛素敏感性和葡萄糖稳态;体外试验发现Tec可以在不添加胰岛素的条件下促进脂肪细胞分化成脂;机制上,Tec通过激活IRβ/IRS1/AKT信号通路促进脂肪细胞的分化聚脂。该项研究为猪肉品质改良和人类糖尿病、肥胖等代谢性疾病的治疗提供理论依据。
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