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對高脂高膽固醇誘導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指標，包括游離脂肪酸（FFAs）、胰島素（Insulin）、脂肪細胞因子（瘦素Lepin、脂聯(lián)素Adiponectin）和炎癥因子（白細胞介素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。
　　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)導和轉(zhuǎn)錄激活子3（STAT3）及細胞因子信號轉(zhuǎn)導抑制因子3（SO

6、CS3）的表達情況。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)蛋白的表達水平。
　　結(jié)果：
　　1、亮氨酸對高脂高膽固醇膳食誘導的肥胖小鼠攝食量、體重、血糖、甘油三酯、游離脂肪酸及膽固醇的影響
　　（1）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表達均顯著上調(diào)，而亮氨酸組抑制了以上蛋白的表達，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組小鼠脂肪細胞體積顯著增大，亮氨酸組脂肪細胞體積明顯減小，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，亮氨酸干預后顯著上調(diào)了以上蛋白的表達（P<0.05）。同時調(diào)控脂肪分解通路的β3-AR、PKA蛋白的表達也顯著升高（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，而亮氨酸干預后，以上蛋白的表達水平均顯著上調(diào)（P<0.05）；（4）亮氨酸干預使

11、小鼠白色脂肪組織中產(chǎn)熱特異性蛋白（UCP1、FGF-21、PGC-1α）的表達顯著增加（P<0.05）。
　　4、亮氨酸對高脂高膽固醇膳食誘導的肥胖小鼠脂肪細胞因子及瘦素抵抗的影響
　　（1）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蛋白表達顯著下降；而亮氨酸干預顯著上調(diào)了Ob-R、JAK2蛋白的表達、顯著下調(diào)了SOCS3蛋白的表達，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