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目的:本课题旨在通过动物实验,探讨膳食钙(Ca)以及维生素D(VitaminD)分别缺乏以及同时缺乏的情况下对大鼠胆固醇代谢的影响以及潜在机制,为人群研究提供依据。 方法:Wistar大鼠32只(购于北京维通利华),6周龄(120-130g),适应性喂养一周后随机分4组,每组8只大鼠,即对照组(0.5%钙,1000IU维生素D)、缺钙组(0.2%钙)、缺D组(25IU维生素D)、双缺组(0.2%钙&25IU维生素D),饲料基于AIN-93G。自由饮水及饮食,并饲养在12h日光灯/12h黑暗、25±2℃的房间内。缺D组以及双缺组的大鼠饲养在无紫外线的灯光下(可滤掉波长320nm以下的光谱)。每天统计摄食量,每周统计体重。饲养12周后,对大鼠进行麻醉以及腹主动脉取血,留取、称量脏器并保存在-80℃,以备后续分子生物实验。检测血清血糖、血脂、钙、25(OH)D、1,25(OH)2D3、FFA等指标;检测肝脏中胆固醇含量。用Realtime-PCR方法检测肝脏胆固醇合成、分解,维生素D受体、胰岛素诱导基因-2(INSIG-2)等相关基因的表达水平,并用Westenblot方法验证相应蛋白的表达。 结果:膳食钙和维生素D分别以及同时缺乏情况下,不引起进食量、体重以及各脏器重量的显著改变。膳食中单独维生素D缺乏时血清25(OH)D、1,25(OH)2D3降低,胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-TC)升高;膳食钙和维生素D同时缺乏的情况下TC、LDL-TC升高更加明显。膳食维生素D单独缺乏时肝脏中胆固醇的含量明显高于对照组,双缺组升高更明显。膳食维生素D以及膳食钙和维生素D同时缺乏时,肝脏胆固醇合成相关基因SREBP-2、HMGR的mRNA和蛋白水平明显升高,而胆固醇分解相关基因如CYP7A1与对照组相比无明显变化。膳食维生素D缺乏和膳食钙、维生素D同时缺乏组大鼠肝脏VDR和INSIG-2的mRNA和蛋白水平都明显低于对照组。 结论:膳食维生素D缺乏时,血清中25(OH)D以及1,25(OH)2D3下降,进而导致VDR表达量下降。VDR表达量下降导致INSIG-2的合成减少进而无法抑制SREBP-2的激活。SREBP-2的表达升高直接引起胆固醇合成限速酶HMGR的表达量升高,最后导致胆固醇和成增加。胆固醇分解的限速酶CYP7A1无明显变化,最终导致胆固醇绝对值增加,并反映在血清学指标中。当膳食钙和维生素D同时缺乏时胆固醇合成增加明显。