基于代謝組學(xué)與多光譜成像技術(shù)對(duì)苦瓜影響高脂飲食肥胖小鼠能量代謝的有效組分的研究.pdf

1、苦瓜作為一種傳統(tǒng)的藥食同源食物被世界各地的人們廣泛種植，特別是在亞洲國(guó)家，苦瓜以其減肥降糖的作用著稱。然而，隨著對(duì)苦瓜影響脂肪沉積的作用機(jī)制研究的不斷深入，目前主要的研究?jī)?nèi)容仍然集中在針對(duì)某一局部機(jī)制的研究，缺少系統(tǒng)的從生物體的代謝角度進(jìn)行的考察。因此，根據(jù)無(wú)侵入性的，系統(tǒng)的研究需要，以代謝組學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)苦瓜及其有效組分對(duì)高脂飲食小鼠肥胖的影響進(jìn)行研究是十分必要的。
　　目前，以代謝組學(xué)的研究方法為基礎(chǔ)，針對(duì)苦瓜或苦瓜提取物對(duì)高脂

2、飲食小鼠肥胖的影響研究較少。雖然前人已經(jīng)證實(shí)苦瓜的減肥作用，但是我們?cè)谶@一模型基礎(chǔ)上對(duì)苦瓜影響高脂飲食小鼠的脂肪沉積和能量代謝水平的改變做了系統(tǒng)的研究。其次，采用飲食添加的方式，深入研究了苦瓜的水相、正丁醇相、乙酸乙酯相和提取物殘留對(duì)高脂飲食小鼠肥胖的影響。然后采用細(xì)胞模型研究了苦瓜三萜(Mc3)抗脂肪積累和抗炎性的作用。最后將多光譜成像技術(shù)(MSI)應(yīng)用在苦瓜有效組分的檢測(cè)上，這一應(yīng)用目前尚未見(jiàn)報(bào)道。
　　本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外研究背景

3、和研究方法進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，采用動(dòng)物模型、理論分析和數(shù)值建模相結(jié)合的方法，對(duì)苦瓜和苦瓜不同組分提取物對(duì)高脂飲食小鼠的代謝組學(xué)影響進(jìn)行了深入研究。在此基礎(chǔ)上確認(rèn)了苦瓜減肥的有效組分，并將多光譜檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。完成的主要研究工作和成果如下:
　　(1)采用以NMR為基礎(chǔ)的代謝組學(xué)研究方法，發(fā)現(xiàn)苦瓜改善了飲食誘導(dǎo)肥胖小鼠的能量代謝。對(duì)高脂飲食(HFD)、低脂飲食(LFD)和高脂飲食添加5％苦瓜(HFD+5％BM)喂養(yǎng)的小鼠進(jìn)行研究

4、，通過(guò)對(duì)尿液樣本的代謝組學(xué)分析，識(shí)別出37種代謝物發(fā)生變化。通過(guò)多元統(tǒng)計(jì)分析和單因素分析，探討了飲食添加的苦瓜對(duì)小鼠代謝通路的影響。識(shí)別出與能量代謝相關(guān)的多種糖代謝途徑產(chǎn)生了顯著的變化。
　　(2)以高脂飲食中添加苦瓜不同組分提取物喂養(yǎng)的小鼠為研究對(duì)象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在飲食攝入量無(wú)明顯差異的情況下，高脂飲食添加苦瓜的正丁醇相提取物(HFD+0.25％BMB)對(duì)小鼠體重、棕色脂肪組織(BAT)、附睪脂肪組織(EAT)、皮下脂肪組織(SAT

5、)的重量和胰島素抵抗的影響效果要優(yōu)于高脂飲食添加苦瓜的乙酸乙酯相提取物(HFD+0.25％BME)、水相提取物(HFD+1％BMW)和苦瓜的提取物殘留(HFD+4.5％BMF)，且與高脂飲食添加苦瓜(HFD+5％BM)的效果相近。同時(shí)采用NMR對(duì)小鼠血清進(jìn)行分析，識(shí)別產(chǎn)生顯著差異的22種代謝物，包括三羧酸循環(huán)和氨基酸循環(huán)中的重要代謝物檸檬酸，琥珀酸，肌氨酸和丙酮酸等。
　　(3)對(duì)苦瓜三萜Mc3抑制細(xì)胞的脂肪積累和抗炎性作用進(jìn)行研

6、究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Mc3能夠顯著抑制3T3-L1細(xì)胞的分化和甘油三酯的積累，能夠抑制RAW264.7巨噬細(xì)胞中炎性因子的表達(dá)，顯著提高AMPK的磷酸化水平。
　　(4)利用多光譜成像技術(shù)(MSI)對(duì)苦瓜抑制脂肪積累，改善小鼠能量代謝的有效組分進(jìn)行分析，采用PLSR算法建立苦瓜有效組分的預(yù)測(cè)模型，模型的決定系數(shù)(RP2)和預(yù)測(cè)集標(biāo)準(zhǔn)差(SEP)分別為0.773和0.0037。在此基礎(chǔ)上，利用圖像處理方法得到苦瓜有效組分的可視化分布圖，確