亮氨酸通過脂肪組織控制肥胖的機制研究.pdf

1、肥胖和超重是全球性健康問題，截止到2013年，肥胖人口數(shù)已占全球總?cè)丝跀?shù)的三分之一。流行病學(xué)研究表明，肥胖是糖尿病、高血壓、高脂血癥、心血管疾病等慢性病的獨立危險因子，由肥胖而引發(fā)的相關(guān)性疾病的發(fā)病率的不斷攀升，給社會和人們帶來了沉重的經(jīng)濟和醫(yī)療壓力。
　　肥胖是由于長期的能量攝入量大于消耗量引起的，因此，減少能量攝入和增加消耗是控制體重的有效方法。研究表明，支鏈氨基酸，特別是亮氨酸能通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周組織對能量平衡進行調(diào)節(jié)，

2、是近幾年研究的熱點。在動物試驗中研究亮氨酸攝取對能量代謝的影響，得出了不同的結(jié)論。因此，促使我們對亮氨酸攝入與能量代謝的關(guān)系進行進一步的研究。
　　目的：研究不同劑量膳食亮氨酸干預(yù)對高脂高膽固醇誘導(dǎo)的肥胖小鼠能量代謝和體重控制的影響及其作用機制。
　　方法：60只7周齡C57BL/6J小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后隨機分為陰性對照組（NC）、高脂高膽固醇模型組（Research diets D1245+1％膽固醇）（HFC）、1.5%

3、亮氨酸（H+1.5%Leu）和3.0%亮氨酸（H+3.0% Leu）干預(yù)組。實驗期間，每周稱量體重及各組飼料總量及剩余量，并計算平均攝食量和能量消耗。分別在0、8、16、24周內(nèi)眥采血，動態(tài)監(jiān)測血糖，甘油三酯和總膽固醇水平，于24周實驗結(jié)束后，采血測定其他血清學(xué)指標(biāo)，包括游離脂肪酸（FFAs）、胰島素（Insulin）、脂肪細(xì)胞因子（瘦素Lepin、脂聯(lián)素Adiponectin）和炎癥因子（白細(xì)胞介素6 IL-6、腫瘤壞死因子TNF-α

4、）水平。
　　實驗結(jié)束時，取肝臟HE染色，觀察小鼠肝組織病理學(xué)改變；部分肝組織勻漿，測定中脂代謝（TG、TC、甘油）水平；另有部分肝組織Western blot法檢測脂肪合成關(guān)鍵蛋白脂肪酸合成酶(FAS)、乙酰輔酶A羧化酶(ACC)、肝X受體(LXR-α)以及固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1c(SREBP-1c)表達(dá)。
　　實驗結(jié)束時取睪周白色脂肪組織（WAT）觀察小鼠脂肪組織病理學(xué)改變，剩余睪周白色脂肪組織Western blot

5、法測定脂肪分解相關(guān)蛋白脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）、脂滴包被蛋白A（Perilipin-A）、激素敏感性脂肪酶（HSL）、磷酸化的激素敏感性脂肪酶563和660（p-HSL563和p-HSL660）、β3腎上腺能受體（β3-AR）、蛋白激酶 A（PKA）的表達(dá)情況；以及睪周白色脂肪組織中瘦素通路相關(guān)蛋白：瘦素受體（Ob-R）、Janus蛋白酪氨酸激酶2（JAK2）、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活子3（STAT3）及細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子3（SO

6、CS3）的表達(dá)情況。取肩胛骨棕色脂肪組織（BAT）及睪周白色脂肪組織檢測β3-AR、解偶聯(lián)蛋白1（UCP1）、成纖維細(xì)胞成長因子21(FGF-21)、共激活因子-1α+β(PGC-1α+β)等與產(chǎn)熱相關(guān)蛋白的表達(dá)水平。
　　結(jié)果：
　　1、亮氨酸對高脂高膽固醇膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠攝食量、體重、血糖、甘油三酯、游離脂肪酸及膽固醇的影響
　?。?）實驗期間，4組小鼠攝食量無顯著差異；實驗結(jié)束時，與 NC組相比，HFC組體重、

7、肝臟重量顯著增加。與HFC組相比，1.5%和3.0%亮氨酸干預(yù)組體重、肝臟重量均顯著降低，3.0%亮氨酸效果更好。（2）實驗第8周和16周時，HFC組小鼠血糖、甘油三酯均顯著升高，脂代謝紊亂，亮氨酸干預(yù)改善了高脂高膽固醇膳食引起的脂代謝紊亂，表現(xiàn)為血糖和甘油三酯水平顯著下降（P<0.05）。實驗結(jié)束時，血糖、胰島素、HOMA-IR、甘油三酯和FFA水平也有所下降。（3）實驗結(jié)束時，HFC組小鼠血清膽固醇，LDL-C水平顯著升高。兩個亮氨

8、酸組的總膽固醇和LDL-C水平均顯著下降（P<0.05）。
　　2、亮氨酸對高脂高膽固醇膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠肝臟脂代謝的影響
　?。?）病理切片觀察發(fā)現(xiàn) HFC組小鼠肝臟中脂滴數(shù)顯著增多，發(fā)生明顯的脂肪變性，而亮氨酸組肝臟脂滴數(shù)目顯著減少，有效的抑制了脂肪變性，3.0%亮氨酸效果更顯著。（2）高脂高膽固醇膳食誘導(dǎo)的HFC組小鼠肝臟TC和甘油水平顯著升高（P<0.05），TG水平也有所增加，不同劑量的亮氨酸干預(yù)后，TC、甘油水平

9、均顯著下降（P<0.05），TG水平也有所降低。（3）肝臟組織中HFC組脂肪合成的關(guān)鍵蛋白FAS、ACC、LXR-α、SREBP-1c表達(dá)均顯著上調(diào)，而亮氨酸組抑制了以上蛋白的表達(dá)，抑制了肝臟脂肪合成過程。
　　3、亮氨酸對脂肪分解、BAT產(chǎn)熱作用及白色脂肪組織棕色化的影響
　?。?）病理切片顯示 HFC組小鼠脂肪細(xì)胞體積顯著增大，亮氨酸組脂肪細(xì)胞體積明顯減小，形狀趨于規(guī)則，3%亮氨酸劑量組效果更好。（2）脂肪組織中，HFC

10、組中調(diào)節(jié)脂肪分解的限速酶 ATGL、p-HSL563和 p-HSL660均受到不同程度的抑制，亮氨酸干預(yù)后顯著上調(diào)了以上蛋白的表達(dá)（P<0.05）。同時調(diào)控脂肪分解通路的β3-AR、PKA蛋白的表達(dá)也顯著升高（P<0.05），促進脂肪分解過程。(3)高脂高膽固醇膳食抑制了BAT中產(chǎn)熱相關(guān)的特異性蛋白（β3-AR、UCP1、FGF-21、PGC-1α）的表達(dá)，而亮氨酸干預(yù)后，以上蛋白的表達(dá)水平均顯著上調(diào)（P<0.05）；（4）亮氨酸干預(yù)使

11、小鼠白色脂肪組織中產(chǎn)熱特異性蛋白（UCP1、FGF-21、PGC-1α）的表達(dá)顯著增加（P<0.05）。
　　4、亮氨酸對高脂高膽固醇膳食誘導(dǎo)的肥胖小鼠脂肪細(xì)胞因子及瘦素抵抗的影響
　?。?）高脂高膽固醇膳食使 HFC組小鼠瘦素以及炎癥因子 IL-6、TNF-α水平顯著升高（P<0.05），脂聯(lián)素水平顯著降低（P<0.05），糖代謝紊亂，發(fā)生炎癥反應(yīng)。亮氨酸干預(yù)后顯著下調(diào)了血清瘦素水平（P<0.05），提高了血清中脂聯(lián)素水平

12、。（2）高脂高膽固醇組膳食使得小鼠睪周脂肪組織中Ob-R蛋白表達(dá)顯著下降；而亮氨酸干預(yù)顯著上調(diào)了Ob-R、JAK2蛋白的表達(dá)、顯著下調(diào)了SOCS3蛋白的表達(dá)，提高了瘦素的敏感性，改善了高脂高膽固醇膳食引起的瘦素抵抗。
　　結(jié)論:高脂高膽固醇膳食能夠誘導(dǎo)小鼠發(fā)生肥胖，出現(xiàn)糖脂代謝紊亂，炎癥因子水平升高。亮氨酸改善了由高脂高膽固醇膳食引起的肥胖和能量代謝。其機制可能是通過抑制肝臟脂肪合成，促進脂肪組織脂肪分解和能量消耗、并促進白色脂肪