白藜蘆醇改善高脂飲食小鼠的糖代謝并棕化腹股溝白色脂肪

周逸亭等

摘 要 目的：觀察白藜蘆醇治療對高脂飲食誘導肥胖小鼠的體重，體脂比及血糖代謝的作用，初步探索白藜蘆醇對白色脂肪棕化的作用。方法：小鼠高脂飲食（45%熱量來自脂肪）8周后隨機分為對照組（HFD-Con）和白藜蘆醇治療組（HFD-Res，白藜蘆醇400 mg/kg），治療2周后稱重、測定糖耐量和計算體脂比例，實時PCR測定腹股溝皮下白色脂肪組織解耦聯(lián)蛋白-1（UCP-1）和CIDEA基因表達。結果：與HFD-Con組相比，HFD-Res組體重下降明顯，糖耐量改善，脂肪組織/體重比無改變；而腹股溝皮下白色脂肪組織解耦聯(lián)蛋白-1（UCP-1）和CIDEA基因表達升高。結論：白藜蘆醇治療可降低高脂飲食誘導肥胖小鼠體重和改善糖代謝，同時可能促進腹股溝皮下白色脂肪組織棕化。

關鍵詞 高脂飲食 白色脂肪組織 解耦聯(lián)蛋白-1 CIDEA 白藜蘆醇 糖耐量

中圖分類號：R965 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1533（2014）01-0055-04

隨著生活質量的改善，肥胖呈逐年上升趨勢，而肥胖相關性疾病如2型糖尿病、高血壓、心腦血管病、腫瘤等成為全球性負擔[1]。肥胖因能量攝入超過消耗于體內積累所致，因此減少能量攝入和/或增加能量消耗為有效治療辦法。近年來臨床研究發(fā)現(xiàn)成人體內存在棕色脂肪組織[2]。與白色脂肪組織的儲存能量作用不同，棕色脂肪組織可通過增加產熱而促進能量消耗，且試驗顯示棕色脂肪組織移植可減少小鼠脂肪組織并且改善糖脂代謝[3]，故如何激活棕色脂肪組織成為肥胖研究領域中的熱點[4]。2012年美國哈佛大學Spiegelman教授等[5]的研究首次發(fā)現(xiàn)白色脂肪組織中存在一種介于棕色和白色脂肪細胞之間、可被激活而發(fā)揮棕色脂肪細胞功效的細胞米色脂肪細胞（brite/beige adipocytes）。激活米色脂肪細胞即棕化白色脂肪組織發(fā)揮產熱功效將有助于減輕體重。

白藜蘆醇（resveratrol）是一種天然多酚類化合物，存在于多種葡萄皮和堅果等天然食物中。現(xiàn)已證實白藜蘆醇有抗衰老，心血管保護，抗腫瘤，抗氧化及炎癥，并有抵抗高脂飲食誘導肥胖和改善糖脂代謝的作用[6-7]。基礎研究顯示白藜蘆醇是NAD+依賴的脫乙酰酶（SIRT-1）的激動劑，且已有研究表明SIRT-1有誘導皮下脂肪棕化的作用[8]。白藜蘆醇可否誘導動物體內皮下脂肪棕化目前尚不明確。本研究旨在觀察白藜蘆醇治療對高脂飲食誘導肥胖的小鼠的體重、體脂及血糖代謝的作用及對白色脂肪棕化標志性基因解耦聯(lián)蛋白-1（uncoupling protein 1，UCP-1）mRNA和CIDEA（cell death-inducing DNA fragmentation factor alpha-like effector A，CIDEA）mRNA的測定，初步探索白藜蘆醇對白色脂肪棕化的作用。

1 材料和方法

1.1 動物實驗

10只4周齡雄性C57BJ/6小鼠購自復旦大學實驗動物科學部。所有動物實驗操作及流程都經(jīng)復旦大學動物實驗中心倫理審查通過。在實驗過程中，所有小鼠都飼養(yǎng)在12 h黑夜/12 h白天的晝夜循環(huán)中，并保持環(huán)境溫度20～25℃。期間，小鼠自由攝食及飲水。小鼠高脂飲食（購自上海斯萊克實驗動物有限公司，45%熱量來自脂肪）8周后，隨機分為白藜蘆醇（購自上海諾特生物科技有限公司）治療組（HFD-Res）和對照組（HFD-Con）。白藜蘆醇懸浮于0.5%羥甲基纖維素溶液中，每日劑量400 mg/kg，灌胃給藥，治療2周。對照組每日予等容積的0.5%羥甲基纖維素溶液灌胃。記錄干預前后體重。

1.2 腹腔糖耐量試驗（ipGTT）

小鼠空腹6 h后，以1 g/kg的劑量腹腔注射10%葡萄糖溶液，并通過尾尖針刺取血，羅氏ACCU-CHEK Performa血糖儀測定0、10、20、30、45、60、75和90 min血糖。

1.3 動物處理和標本

ipGTT后2 d，小鼠空腹6 h后麻醉，心臟采血分離并留取血清于-80 ℃冰箱保存；取肝臟及肩胛棕色脂肪組織，腹股溝、附睪和腎周白色脂肪組織，稱重后部分用4%甲醛固定，部分于液氮冷凍后轉移至-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 腹股溝白色脂肪組織UCP-1和 CIDEA mRNA表達測定

小鼠腹股溝白色脂肪組織的總RNA用trizol（Invitrogen公司）提取。總RNA（1 ?g）通過逆轉錄試劑盒（TAKARA，RR047A）逆轉錄成cDNA。cDNA模板加入20 ?l SYBR Green反應系（TAKARA，RR420A）及特定引物。UCP-1引物序列：上游引物CTGCCAGGACAGTACCCAAG，下游引物TCAGCTGTTCAAAGCACACA。CIDEA序列：上游引物ATCACAACTGGCCTGGTTACG，下游引物TACTACCCGGTGTCCATTTCT。所有引物委托生工生物工程（上海）有限公司合成。以7300型熒光定量PCR儀進行循環(huán)擴增并遵循以下步驟：先以95 ℃，30 s預變性，并進行40個循環(huán)的擴增反應（95 ℃，5 s；60 ℃，31 s）。取相對定量RQ值，并將對照組（HFD-Con）的mRNA表達水平設為1，進行統(tǒng)計分析。

1.5 統(tǒng)計分析

采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差表示。組間分析采用獨立樣本t檢驗，以P<0.05界定為有統(tǒng)計學差異。

2 結果

2.1 體重及肝臟、脂肪組織重量

干預兩周，HFD-Con和HFD-Res組體重均有所下降，但兩者有統(tǒng)計學差異（0.37±0.25 g vs 2.97±1.33 g， P<0.05，圖1）；同組小鼠治療前后比較，HFD-Con無差異而HFD-Res組有降低（P<0.05）。兩組小鼠的肩胛棕色脂肪組織和腹股溝、附睪、腎周各部位的白色脂肪組織重量、肝臟重量無統(tǒng)計學差異（表1）。

2.2 白藜蘆醇對糖代謝的作用

兩組小鼠的空腹血糖沒有明顯差異，而HFD-Res ipGTT的75 min、90 min血糖值低于HFD-Con（P<0.05，圖2）。

2.3 小鼠腹股溝白色脂肪中UCP-1，CIDEA mRNA表達

RT-PCR檢測小鼠腹股溝白色脂肪組織中UCP-1 mRNA表達結果，HFD-Res的UCP-1、CIDEA表達高于HFD-Con組（P<0.05，圖3）。

3 討論

白藜蘆醇作為天然化合物，主要通過激動NAD+依賴的脫乙酰酶（SIRT-1）而發(fā)揮作用。目前研究表明白藜蘆醇可抑制脂肪前體細胞向白色脂肪分化、抑制白色脂肪細胞的成脂及炎癥因子釋放和保護肝臟糖代謝平衡等作用[9]。并可能促進肌肉及棕色脂肪組織的線粒體產熱功能[10]。本研究對白藜蘆醇能否使白色脂肪組織棕化進行初步探索。

研究結果顯示對照組在干預2周后，體重不增而是略有下降，但與干預前無統(tǒng)計學差異，可能與每天灌胃操作有關。白藜蘆醇治療組體重下降明顯，提示白藜蘆醇確實有改善高脂飲食誘導肥胖的作用。既往研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇（400 mg/d）治療C57BL/6小鼠10周，可觀察到小鼠體重下降同時體脂率顯著下降[9-10]。但本研究中，與對照組相比，白藜蘆醇治療組的體脂比例無明顯下降，考慮與本研究干預時間短有一定的關系。

本研究中ipGTT的血糖結果顯示白藜蘆醇可改善高脂飲食小鼠的糖代謝狀況，和其他研究結果一致。

UCP-1是一種線粒體內膜蛋白，能消除線粒體內膜兩側的跨膜質子濃度差，使利用質子濃度差驅動的氧化磷酸化過程減慢，阻礙三磷酸腺苷（ATP）的正常產生而產熱。UCP-1在棕色脂肪組織（BAT）內高表達，是BAT作為產熱耗能器官的分子基礎。而CIDEA在棕色脂肪組織高水平表達，與UCP-1的作用密切關聯(lián)，在脂肪組織的能量代謝中起著重要作用。因而UCP-1、CIDEA也成為觀察白色脂肪組織”棕化”和米色脂肪細胞“活化”的關鍵性標志[11]。本研究對白藜蘆醇短期治療對白色脂肪棕化作用進行了初步探索，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇干預組白色脂肪的UCP-1和CIDEA mRNA表達高于對照組。提示白藜蘆醇有助于白色脂肪細胞的棕化，提高能耗改善代謝。

如何從組織組織內細胞形態(tài)學、能量代謝測定等進一步探討白藜蘆醇對白色脂肪組織”棕化”和米色脂肪細胞“活化”的作用及其在白藜蘆醇改善糖代謝中所起的作用，有待進一步的試驗研究。

參考文獻

[1] Obesity and overweight[EB/OL]. （2013-03）[2013-11-01]. http：//www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html.

[2] Cypess AM， Lehman S， Williams G， et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans[J]. N Engl J Med， 2009， 360（15）： 1509-1517.

[3] Liu X， Zheng Z， Zhu X， et al. Brown adipose tissue transplantation improves whole-body energy metabolism[J]. Cell Res， 2013， 23（6）： 851-854.

[4] Cypess AM， Kahn CR. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes[J]. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes， 2010， 17（2）： 143-149.

[5] Wu J， Bostr?m P， Sparks LM， et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human[J]. Cell， 2012， 150（2）： 366-376.

[6] 李潔， 熊興耀， 曾建國， 等. 白藜蘆醇的研究進展[J]. 中國現(xiàn)代中藥， 2013， 15（2）： 100-108.

[7] 沈利蘭， 王曉敏， 何柏林. 白藜蘆醇對糖尿病作用的實驗研究進展[J]. 中國中西醫(yī)結合雜志， 2013， 33（2）： 279-281.

[8] Qiang L， Wang L， Kon N， et al. Brown remodeling of white adipose tissue by SirT1-dependent deacetylation of Pparγ[J]. Cell， 2012， 150（3）： 620-632.

[9] Kim S， Jin Y， Choi Y， et al. Resveratrol exerts anti-obesity effects via mechanisms involving down-regulation of adipogenic and inflammatory processes in mice[J]. Biochem Pharmacol， 2011， 81（11）： 1343-1351.

[10] Lagouge M， Argmann C， Gerhart-Hines Z， et al. Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha[J]. Cell， 2006， 127（6）： 1109-1122.

[11] Virtue S， Vidal-Puig A. Assessment of brown adipose tissue function[J]. Front Physiol， 2013， 4： 128.

（收稿日期：2013-11-04）

2.2 白藜蘆醇對糖代謝的作用

兩組小鼠的空腹血糖沒有明顯差異，而HFD-Res ipGTT的75 min、90 min血糖值低于HFD-Con（P<0.05，圖2）。

2.3 小鼠腹股溝白色脂肪中UCP-1，CIDEA mRNA表達

RT-PCR檢測小鼠腹股溝白色脂肪組織中UCP-1 mRNA表達結果，HFD-Res的UCP-1、CIDEA表達高于HFD-Con組（P<0.05，圖3）。

3 討論

白藜蘆醇作為天然化合物，主要通過激動NAD+依賴的脫乙酰酶（SIRT-1）而發(fā)揮作用。目前研究表明白藜蘆醇可抑制脂肪前體細胞向白色脂肪分化、抑制白色脂肪細胞的成脂及炎癥因子釋放和保護肝臟糖代謝平衡等作用[9]。并可能促進肌肉及棕色脂肪組織的線粒體產熱功能[10]。本研究對白藜蘆醇能否使白色脂肪組織棕化進行初步探索。

研究結果顯示對照組在干預2周后，體重不增而是略有下降，但與干預前無統(tǒng)計學差異，可能與每天灌胃操作有關。白藜蘆醇治療組體重下降明顯，提示白藜蘆醇確實有改善高脂飲食誘導肥胖的作用。既往研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇（400 mg/d）治療C57BL/6小鼠10周，可觀察到小鼠體重下降同時體脂率顯著下降[9-10]。但本研究中，與對照組相比，白藜蘆醇治療組的體脂比例無明顯下降，考慮與本研究干預時間短有一定的關系。

本研究中ipGTT的血糖結果顯示白藜蘆醇可改善高脂飲食小鼠的糖代謝狀況，和其他研究結果一致。

UCP-1是一種線粒體內膜蛋白，能消除線粒體內膜兩側的跨膜質子濃度差，使利用質子濃度差驅動的氧化磷酸化過程減慢，阻礙三磷酸腺苷（ATP）的正常產生而產熱。UCP-1在棕色脂肪組織（BAT）內高表達，是BAT作為產熱耗能器官的分子基礎。而CIDEA在棕色脂肪組織高水平表達，與UCP-1的作用密切關聯(lián)，在脂肪組織的能量代謝中起著重要作用。因而UCP-1、CIDEA也成為觀察白色脂肪組織”棕化”和米色脂肪細胞“活化”的關鍵性標志[11]。本研究對白藜蘆醇短期治療對白色脂肪棕化作用進行了初步探索，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇干預組白色脂肪的UCP-1和CIDEA mRNA表達高于對照組。提示白藜蘆醇有助于白色脂肪細胞的棕化，提高能耗改善代謝。

如何從組織組織內細胞形態(tài)學、能量代謝測定等進一步探討白藜蘆醇對白色脂肪組織”棕化”和米色脂肪細胞“活化”的作用及其在白藜蘆醇改善糖代謝中所起的作用，有待進一步的試驗研究。

參考文獻

[1] Obesity and overweight[EB/OL]. （2013-03）[2013-11-01]. http：//www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html.

[2] Cypess AM， Lehman S， Williams G， et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans[J]. N Engl J Med， 2009， 360（15）： 1509-1517.

[3] Liu X， Zheng Z， Zhu X， et al. Brown adipose tissue transplantation improves whole-body energy metabolism[J]. Cell Res， 2013， 23（6）： 851-854.

[4] Cypess AM， Kahn CR. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes[J]. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes， 2010， 17（2）： 143-149.

[5] Wu J， Bostr?m P， Sparks LM， et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human[J]. Cell， 2012， 150（2）： 366-376.

[6] 李潔， 熊興耀， 曾建國， 等. 白藜蘆醇的研究進展[J]. 中國現(xiàn)代中藥， 2013， 15（2）： 100-108.

[7] 沈利蘭， 王曉敏， 何柏林. 白藜蘆醇對糖尿病作用的實驗研究進展[J]. 中國中西醫(yī)結合雜志， 2013， 33（2）： 279-281.

[8] Qiang L， Wang L， Kon N， et al. Brown remodeling of white adipose tissue by SirT1-dependent deacetylation of Pparγ[J]. Cell， 2012， 150（3）： 620-632.

[9] Kim S， Jin Y， Choi Y， et al. Resveratrol exerts anti-obesity effects via mechanisms involving down-regulation of adipogenic and inflammatory processes in mice[J]. Biochem Pharmacol， 2011， 81（11）： 1343-1351.

[10] Lagouge M， Argmann C， Gerhart-Hines Z， et al. Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha[J]. Cell， 2006， 127（6）： 1109-1122.

[11] Virtue S， Vidal-Puig A. Assessment of brown adipose tissue function[J]. Front Physiol， 2013， 4： 128.

（收稿日期：2013-11-04）

2.2 白藜蘆醇對糖代謝的作用

兩組小鼠的空腹血糖沒有明顯差異，而HFD-Res ipGTT的75 min、90 min血糖值低于HFD-Con（P<0.05，圖2）。

2.3 小鼠腹股溝白色脂肪中UCP-1，CIDEA mRNA表達

RT-PCR檢測小鼠腹股溝白色脂肪組織中UCP-1 mRNA表達結果，HFD-Res的UCP-1、CIDEA表達高于HFD-Con組（P<0.05，圖3）。

3 討論

白藜蘆醇作為天然化合物，主要通過激動NAD+依賴的脫乙酰酶（SIRT-1）而發(fā)揮作用。目前研究表明白藜蘆醇可抑制脂肪前體細胞向白色脂肪分化、抑制白色脂肪細胞的成脂及炎癥因子釋放和保護肝臟糖代謝平衡等作用[9]。并可能促進肌肉及棕色脂肪組織的線粒體產熱功能[10]。本研究對白藜蘆醇能否使白色脂肪組織棕化進行初步探索。

研究結果顯示對照組在干預2周后，體重不增而是略有下降，但與干預前無統(tǒng)計學差異，可能與每天灌胃操作有關。白藜蘆醇治療組體重下降明顯，提示白藜蘆醇確實有改善高脂飲食誘導肥胖的作用。既往研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇（400 mg/d）治療C57BL/6小鼠10周，可觀察到小鼠體重下降同時體脂率顯著下降[9-10]。但本研究中，與對照組相比，白藜蘆醇治療組的體脂比例無明顯下降，考慮與本研究干預時間短有一定的關系。

本研究中ipGTT的血糖結果顯示白藜蘆醇可改善高脂飲食小鼠的糖代謝狀況，和其他研究結果一致。

UCP-1是一種線粒體內膜蛋白，能消除線粒體內膜兩側的跨膜質子濃度差，使利用質子濃度差驅動的氧化磷酸化過程減慢，阻礙三磷酸腺苷（ATP）的正常產生而產熱。UCP-1在棕色脂肪組織（BAT）內高表達，是BAT作為產熱耗能器官的分子基礎。而CIDEA在棕色脂肪組織高水平表達，與UCP-1的作用密切關聯(lián)，在脂肪組織的能量代謝中起著重要作用。因而UCP-1、CIDEA也成為觀察白色脂肪組織”棕化”和米色脂肪細胞“活化”的關鍵性標志[11]。本研究對白藜蘆醇短期治療對白色脂肪棕化作用進行了初步探索，發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇干預組白色脂肪的UCP-1和CIDEA mRNA表達高于對照組。提示白藜蘆醇有助于白色脂肪細胞的棕化，提高能耗改善代謝。

如何從組織組織內細胞形態(tài)學、能量代謝測定等進一步探討白藜蘆醇對白色脂肪組織”棕化”和米色脂肪細胞“活化”的作用及其在白藜蘆醇改善糖代謝中所起的作用，有待進一步的試驗研究。

參考文獻

[1] Obesity and overweight[EB/OL]. （2013-03）[2013-11-01]. http：//www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html.

[2] Cypess AM， Lehman S， Williams G， et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans[J]. N Engl J Med， 2009， 360（15）： 1509-1517.

[3] Liu X， Zheng Z， Zhu X， et al. Brown adipose tissue transplantation improves whole-body energy metabolism[J]. Cell Res， 2013， 23（6）： 851-854.

[4] Cypess AM， Kahn CR. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes[J]. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes， 2010， 17（2）： 143-149.

[5] Wu J， Bostr?m P， Sparks LM， et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human[J]. Cell， 2012， 150（2）： 366-376.

[6] 李潔， 熊興耀， 曾建國， 等. 白藜蘆醇的研究進展[J]. 中國現(xiàn)代中藥， 2013， 15（2）： 100-108.

[7] 沈利蘭， 王曉敏， 何柏林. 白藜蘆醇對糖尿病作用的實驗研究進展[J]. 中國中西醫(yī)結合雜志， 2013， 33（2）： 279-281.

[8] Qiang L， Wang L， Kon N， et al. Brown remodeling of white adipose tissue by SirT1-dependent deacetylation of Pparγ[J]. Cell， 2012， 150（3）： 620-632.

[9] Kim S， Jin Y， Choi Y， et al. Resveratrol exerts anti-obesity effects via mechanisms involving down-regulation of adipogenic and inflammatory processes in mice[J]. Biochem Pharmacol， 2011， 81（11）： 1343-1351.

[10] Lagouge M， Argmann C， Gerhart-Hines Z， et al. Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha[J]. Cell， 2006， 127（6）： 1109-1122.

[11] Virtue S， Vidal-Puig A. Assessment of brown adipose tissue function[J]. Front Physiol， 2013， 4： 128.

（收稿日期：2013-11-04）