黃芩根提取物促進大鼠脂質代謝機制研究

張前熙，王 超，嚴鴻林，肖 熠

（1.四川衛生康復職業學院，四川自貢 643000；2.四川農業大學動物營養研究所，四川成都 611130；3.西南科技大學，四川綿陽 621010）

脂質是機體能量儲存和供應的重要載體，也是生物膜的重要組成部分，一旦出現脂肪代謝異常，會引發多種疾病。在畜牧生產中，骨骼肌脂質代謝與動物健康、生產性能和產品品質密切相關，研究脂肪代謝具有重要意義。黃芩（ScutellariaL.）是多年生唇形科草本植物黃芩根莖提取干燥得到的淡黃色粉末，其根部富含黃芩素等多種有益成分，主要成分包括黃酮類化合物、氨基酸、微量元素等（馬垚嘉等，2023）。這些化合物具有抗氧化、抗菌、消炎及免疫調節作用（楊婧興等，2022）。目前，黃芩針對肥胖的治療效果尚不完全明確，前者在脂質代謝中的功能還有待揭示。已有證據表明，作為和脂質代謝關系最密切的信號通路之一，腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信號通路可能受黃酮類化合物激活，暗示其可能是黃芩根提取物在脂質代謝中的作用機制之一（Foretz等，2018）。脂聯素（adiponectin，APN）在AMPK的激活中具有重要角色，前者是AMPK 的上游分子，其作用機制是激活AMPK-PPARγ 軸，促進脂肪酸氧化和葡萄糖轉運（Joachim 和Kumar，2010）。因此，本研究首先驗證黃芩根提取物處理對肥胖大鼠的作用，進而從APN-AMPK-PPARγ軸入手，探討其可能的作用機制。

1 材料和方法

1.1 試驗設計 試驗選用24 只6 周齡SPF 雄性SD 大鼠[ 成都達碩實驗動物有限公司，生產許可證號SCXK（川）2020-030]，初始體重（200±10）g。全期自由采食和飲水，墊料為消毒玉米芯。預飼期飼喂普通飼料，試驗開始前根據體重相近原則隨機分為4 組：對照組（CTL）飼喂普通飼料，高脂組（F-CTL）飼喂高脂飼料（基礎飼料78.39%+ 膽固醇10%+ 豬油10%+ 蛋黃粉10%+丙硫氧嘧啶0.61%）。黃芩提取物處理組（TRT）和高脂處理組（F-TRT）分別在CTL 和F-CTL 組基礎上每天用10 g/kg 黃芩根提取物懸液灌胃。同時，CTL 和F-CTL 組用等量生理鹽水灌胃。灌胃1 mL/ 次，3 次/d。試驗為期10 周。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品采集和檢測 每周對大鼠進行稱重；每兩周用鼠尾靜脈無創檢測儀（PowerLab，NIBP System）測量大鼠尾靜脈血壓，并對大鼠進行下頜穿刺采血，采用血清中的酶聯免疫吸附實驗（ELISA）檢測血清中血糖和胰島素水平，抗體購于某公司。試驗結束后稱重、采血，之后用CO2處死大鼠，采集背闊?。↙atissimus dorsi）、腓腸肌（gastrocnemius muscle），測量脂聯素、PPARγ、AMPK 水平和mRNA 表達量，同時采用索氏脂肪提取器對大鼠全身脂肪進行提取，計算體脂率。制備血清，采用全自動生化分析儀檢測三酰甘油、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇和游離脂肪酸水平。

1.2.2 藥材與主要試劑 黃芩提取物（黃芩苷含量85%），西安通江生物科技公司；PCR 引物（表1，Invitrogen）、Real-time PCR 試劑盒（TransGen Biotec，中國，AQ131-01）、TRIZOL（TransGen Biotec，中國，AQ131-01）、RNA 溶解液（TransGen Biotec，中國，H10323）、Elisa 和Western blot 抗體（Invitrogen）、PMSF（上海碧云天，ST505）、Tris-base（Biosharp，BS083）、SDS（Biosharp，BS088）、蛋白marker（Tanon，180-6003）、PVDF膜（0.45μm）（Millipore，IPVH00010）。

表1 RT-PCR 方法檢測PPARγ、APN、AMPK mRNA 表達

1.2.3 主要儀器 全自動生化分析儀檢測（日立，7600）、實時熒光定量PCR 儀（ABI 7500）、電泳儀（Tanon，EPS300）、酶 標 儀（Thermo，muLISKA NMK3）、4℃離心機（Eppendorf，Centrifuge 5415R）。

1.3 數據統計與分析 所有數據采用Excel 2019和Graphpad 8.0 軟件進行整理，采用單因素方差分析和相關性分析，數據圖誤差線表示SD 值。

2 結果

2.1 大鼠體重和生理生化指標變化情況 由圖1A 可知，高脂日糧組（F-CTL、F-TRT）大鼠增重明顯高于普通日糧組（CTL、TRT），表明肥胖模型誘導成功。對于普通日糧組，黃芩提取物處理并不會影響大鼠體重。但在高脂日糧誘導的肥胖情況下，黃芩提取物可顯著降低大鼠體重（W8-W10）。相似的，如圖1B-D 所示，黃芩提取物可緩解由高脂日糧誘導的血壓、血糖和胰島素升高。

圖1 大鼠體重、血壓、血糖以及胰島素水平變化

2.2 大鼠體脂及脂肪代謝相關指標變化情況采食普通日糧情況下，黃芩提取物處理組對大鼠脂肪沉積，血清三酰甘油、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、游離脂肪酸等脂質代謝指標均無顯著影響。但在肥胖模型下，如圖2A-B 所示，黃芩提取物組可顯著降低大鼠體脂率、背闊肌肌肉脂肪占比，對大鼠腓腸肌肌內脂肪沉積無影響（數據未展示）。同時，在肥胖模型下，黃芩提取物可顯著降低大鼠血清三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇和游離脂肪酸水平（表2）。

圖2 大鼠體脂率、骨骼肌脂肪含量、脂聯素、AMPK 和PPARγ 水平及表達

表2 大鼠脂質代謝相關指標比較

2.3 大鼠骨骼肌脂肪沉積關鍵蛋白水平比較采食高脂日糧條件下，黃芩提取物處理能顯著提高大鼠背闊肌中脂聯素水平（圖2C）及其mRNA表達水平（圖2D）。此外，黃芩提取物組顯著提升肥胖大鼠背闊肌中AMPK 和PPARγ 和mRNA表達水平，而采食普通日糧的大鼠骨骼肌脂聯素、PPARγ 和AMPK 表達水平不受黃芩提取物影響（圖2E-F）。同樣，Western blot 檢測結果同樣表明黃芩提取物可提升肥胖大鼠脂聯素、PPARγ和磷酸化AMPK 蛋白在骨骼肌中的含量（圖2G）。

3 討論及結論

本研究揭示了黃芩根提取物可有效降低高脂日糧誘導的肥胖，有效降低肥胖型高血壓大鼠血脂和低密度脂蛋白膽固醇，并伴隨大鼠脂肪組織中PPARγ、APN、AMPK 信號通路的激活。已有研究表明，PPARγ-AMPK 信號通路在脂肪代謝中發揮關鍵作用（Sankaran 等，2019）。PPARγ信號通路通過調節脂肪細胞的分化和代謝影響脂肪的積累和分解。PPARγ 激活可以促進脂肪細胞分化和脂肪酸合成，從而增加脂肪積累。反之，PPARγ 抑制劑可負調控這一過程，從而減少脂肪積累（Anavi 等，2012）。此外，PPARγ 激活還可抑制脂肪細胞的脂肪酸氧化和脂肪酸分解（Brown 等，2013）。結合本研究結果，黃芩根提取物可能通過激活AMPK 信號通路進而抑制PPARγ，減緩脂肪合成途徑，促進脂肪細胞的分解和代謝，這可能是黃芩根提取物降低肥胖大鼠體重的主要作用機制。

APN 由脂肪組織分泌，是唯一與肥胖呈負相關的細胞，其可對機體的糖脂代謝產生一定的影響（Aye 等，2013）。其可與相應受體進行特異性結合，進而對下游MAPK 信號通路產生一定的激活作用（Aye 等，2013）。如熱量變化能激活脂肪細胞分泌APN，從而激活下游通路參與脂質代謝調控（Shinmura 等，2008）。APN 在機體糖代謝中發揮著重要作用，在維持能量平衡的同時還可以提升細胞抗氧化能力，增加胰島素敏感性，調節炎性反應和腎臟疾病等，與肥胖、高血壓、糖尿病等具有十分密切的關系（Aye 等，2013）。另一方面，APN 表達量在肥胖個體中顯著降低（Tu 等，2013），表明脂聯素與肥胖密切相關。目前已經證實，脂聯素參與調節脂肪代謝和胰島素敏感性，是一種胰島素增敏激素，對胰島素抵抗具有改善作用（Hotta 等，2001）。鑒于AMPK 途徑是促進胰島素敏感性的重要通路，可以推測黃芩根提取物通過APN-AMPK-PPARγ 軸調節胰島素敏感性，從而參與脂質代謝調節。此外，本研究顯示，黃芩根提取物降低了血液胰島素含量，但目前并不明確這一變化是脂肪分解代謝的原因還是結果，尚需進一步的研究來證實胰島素在黃芩根提取物-APN-AMPK-PPARγ 調節軸介導下脂質代謝中的作用機制。綜上所述，黃芩根提取物可通過激活APN-AMPK-PPARγ 信號通路，在脂肪分解代謝中起重要作用，從而降低肥胖及血壓。