植物乳桿菌dy-1發(fā)酵大麥提取物干預胰島素抵抗及其機制研究.pdf

1、近年來我國肥胖和2型糖尿病等代謝綜合征激增，已成為全球糖尿病的第一大國。胰島素抵抗是代謝綜合征的主要發(fā)病基礎，因此，有效干預胰島素抵抗具有重要意義。西方醫(yī)學之父希波克拉底在公元前提出的“讓食物成為你的藥品，藥品應該是你的食物”，與我國傳統(tǒng)醫(yī)學的“藥食同源”如出一轍，詮釋了食物與藥品的辯證關系，為探索食物干預胰島素抵抗的研究奠定了基礎。大麥的種植量在我國位居前四，其富含多種生物活性成分，是谷物中的全價營養(yǎng)食物。大麥中β-葡聚糖以及多酚化合

2、物等營養(yǎng)組分具有抗氧化、降糖降脂等功效，而通過乳酸菌發(fā)酵可望進一步提升大麥的生物活性與益生功能，有效干預胰島素抵抗和緩解代謝綜合征，為我國大麥資源的高效利用獨辟新徑。
　　本論文以大麥為原料，采用植物乳桿菌發(fā)酵，制備植物乳桿菌發(fā)酵大麥提取物(LFBE)，通過營養(yǎng)型肥胖大鼠模型和HepG2胰島素抵抗細胞模型研究LFBE對胰島素抵抗的干預作用及可能的機制。主要研究內(nèi)容及結果如下:
　　1.對比研究大麥發(fā)酵前后提取物中主要成分的變

3、化。結果表明:未發(fā)酵大麥提取物(RBE)中蛋白質(zhì)、總酚、β-葡聚糖以及總糖含量分別為13.94％、8.96mg/g、4.83％和64.94％; LFBE中蛋白質(zhì)(34.94％)、總酚(13.61mg/g)和β-葡聚糖(13.44％)的含量均顯著高于未發(fā)酵大麥提取物（RBE），而總糖(35.44％)含量顯著低于RBE。植物乳桿菌發(fā)酵大麥對酚酸含量影響較為顯著，其中沒食子酸、香豆酸、阿魏酸及香草酸含量均明顯增加。
　　2.采用營養(yǎng)型肥

4、胖大鼠模型研究LFBE對胰島素抵抗的干預作用。結果表明:
　　(1)LFBE能顯著降低營養(yǎng)型肥胖大鼠的體重、Lee's指數(shù)和體脂肪含量，同時還能降低其血清胰島素水平和提高糖耐量，說明LFBE可以減緩肥胖大鼠體重的增加、改善糖代謝紊亂和胰島素抵抗癥狀。
　　(2)LFBE能顯著降低肥胖大鼠血清和肝臟總甘油三酯(TG)和總膽固醇(TC)含量，抑制肥胖大鼠肝臟脂肪積累，說明LFBE可以改善肥胖大鼠脂代謝紊亂，抑制脂肪肝的形成。

5、r>　　(3)LFBE可增強機體的抗氧化能力，抑制促炎因子的表達，抑制NF-κB和c-Jun氨基末端激酶(JNK)/p38介導的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號通路，從而改善胰島素抵抗癥狀。
　　(4)對比研究了LFBE與吡格列酮干預肥胖大鼠胰島素抵抗的異同作用。結果表明，LFBE和吡格列酮均能緩解肥胖大鼠胰島素抵抗癥狀，且能上調(diào)IB-α的表達和下調(diào)NF-κB的表達水平;吡格列酮對下調(diào)脂肪組織中p-JNK和p-p38的表達、減緩

6、體重和體脂肪含量的增加并無顯著作用，而LFBE則可下調(diào)脂肪組織中p-JNK和p-p38的表達，顯著減緩體重和體脂肪含量的增加，抑制脂肪肝形成。
　　3.采用棕櫚酸建立HepG2細胞胰島素抵抗模型，研究LFBE中干預胰島素抵抗的主要活性組分。結果表明:LFBE中蛋白質(zhì)、β-葡聚糖、多酚化合物、阿魏酸和香草酸都能一定程度增加胰島素抵抗細胞的葡萄糖消耗量，其中香草酸對葡萄糖消耗量的增加效果最為顯著。LFBE和香草酸能夠顯著降低胰島素抵抗

7、細胞中脂質(zhì)含量、促炎因子IL-1β、IL-6和TNF-α的表達，其機制與抑制JNK和p38的磷酸化、調(diào)節(jié)MAPK信號通路活力有關。
　　4.采用microRNA基因芯片、實時熒光定量PCR以及生物信息學技術，研究LFBE對肥胖大鼠肝臟microRNA表達的影響，探索其作用機制。結果表明:microRNA芯片篩選發(fā)現(xiàn)模型組大鼠和正常組大鼠肝臟中有18個差異表達的microRNAs，模型組大鼠和LFBE組大鼠肝臟中有15個差異表達mi

8、croRNAs。而KEGG數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn)與胰島素抵抗相關的途徑主要是rno04010: MAPKsignaling pathway和mo04911: Insulin secretion。推測LFBE可通過調(diào)節(jié)肥胖大鼠肝臟miR-34a-5p和miR-212-3p的表達干預胰島素抵抗。
　　5.采用熒光素酶報告基因和體外轉染實驗并結合HepG2細胞胰島素抵抗模型，驗證LFBE和香草酸通過調(diào)節(jié)miR-212表達干預胰島素抵抗的分子機制

9、。結果表明:
　　(1)HepG2細胞轉染W(wǎng)T-DUSP93'-UTR的熒光素酶報告載體時，細胞的熒光素酶活性明顯下降，顯著低于對照組，HepG2細胞轉染MUT-DUSP93'-UTR的熒光素酶報告載體時，與對照組相比，細胞的熒光素酶活性無明顯變化，說明DUSP9是miR-212的靶基因。
　　(2)轉染miR-212 mimics的HepG2細胞中，DUSP9的mRNA及蛋白水平均顯著下降，而轉染miR-212 inhib

10、itor的HepG2細胞中，DUSP9的mRNA及蛋白水平均顯著上升，說明miR-212可負向調(diào)控DUSP9的mRNA和蛋白表達水平。
　　(3)miR-212 mimics能顯著減少模型細胞葡萄糖消耗量，增加脂質(zhì)積累，導致DUSP9的mRNA和蛋白質(zhì)的表達減少;miR-212 inhibitor可增加模型細胞葡萄消耗量和減少脂質(zhì)積累，導致DUSP9的mRNA和蛋白質(zhì)的表達增加。
　　(4)LFBE和香草酸可通過下調(diào)模型細胞