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中链脂肪酸对肥胖小鼠脂代谢的调节作用及机制研究

作　者: 刘英华
导　师: 郭长江; 薛长勇
学　校: 中国人民解放军军事医学科学院
专　业: 营养与食品卫生
关键词: 中链脂肪酸辛酸癸酸肥胖脂代谢
分类号: R589.2
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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引　用: 3次
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内容摘要

目的1.证实中链脂肪酸（MCFA）具有效降低高脂肪饲料诱导的肥胖小鼠体重、改善脂代谢的作用。2.探讨MCFA上述作用的可能机制、作用通路及靶点，为进一步研究MCFA调节机体脂代谢的作用提供理论依据。3.探讨辛酸和癸酸单体对高脂肪饲料诱导的肥胖小鼠体重、体脂肪及脂代谢的影响。方法1. C57BL/6J小鼠肥胖模型的建立4-5周龄C57BL/6J雄性小鼠100只，普通饲料适应喂养1周后，按空腹体重随机选择15只小鼠设为对照组(control)，喂饲普通饲料(AIN-96G),其余小鼠喂饲高脂饲料（脂肪占总重量19.42%，产热比40.5%）。喂养4周后，在高脂饲料喂养的小鼠中，选择体重高于对照组平均体重10%的个体，进行体重分布分析，在分布频率峰值范围内随机选取小鼠15只，设为肥胖组（HFD-1）；采用同样方法在剩余小鼠中随机选取15只，设为肥胖抵抗组（HFD-2）。对3组小鼠进行体长、Lee’s指数、BMI、体重增长值、肝脏重、肠系膜周围脂肪垫、附睾周围脂肪垫及肾周脂肪垫重量以及血清葡萄糖、TG、TC、HDL-C和LDL-C测定，计算HDL-C/LDL-C比值，同时取部分附睾周围脂肪组织固定进行HE染色。在喂养4周内，每周测空腹体重一次，每隔1天更换垫料和水，称量饲料消耗量，并计算食物功效比。2. MCFA对C57BL/6J肥胖小鼠脂代谢的调节作用按第一部分实验方法复制肥胖小鼠模型，将复制成功的肥胖小鼠分三部分进行急性灌胃实验、短期灌胃实验和长期喂养实验。（1）急性灌胃实验将36只建模成功的肥胖C57BL/6J小鼠按空腹体重随机分为2组，每组18只，分别灌胃含有MCFA的油脂（MCT）和含有LCFA的油脂（LCT），剂量为2mg/kg，两组分别于灌胃后1小时、2小时、4小时各处死6只，取腹主动脉血测血清中TG、TC、HDL-C、LDL-C，并计算HDL-C/LDL-C比值。（2）短期灌胃实验24只C57BL/6J肥胖小鼠按空腹体重随机分为两组，每组12只，分别灌胃MCT和LCT，剂量为2mg/kg，每日灌胃1次，持续2周。在实验期间以高脂饲料喂饲动物，每隔1日进行饲料消耗量的称量和记录，并计算食物功效比。2周后，称量小鼠空腹体重后，麻醉小鼠，测量小鼠体长，计算Lee’s指数、BMI和体重增长值。取腹主动脉血处死小鼠，测量血清TG、TC、HDL-C和LDL-C，计算HDL-C/LDL-C比值。同时取小鼠肝脏、肠系膜周围脂肪垫、附睾周围脂肪垫及肾周脂肪垫并称重。另取部分肝脏组织制作匀浆，测定蛋白浓度以及TG、TC、ApoA1和ApoB浓度，并计算ApoA1/ApoB比值。（3）长期喂养实验30只C57BL/6J肥胖小鼠按空腹体重随机分为两组，每组15只，分别给予含2%MCT和LCT的高脂饲料喂养，12周后结束实验，测定指标同短期实验。同时，取部分附睾周围脂肪组织固定进行HE染色。3. MCFA调节C57BL/6J肥胖小鼠脂代谢的机制研究在上述长期喂养实验基础上，采用ELISA法测定血清样本中HSL、cAMP、PKA、FFA、GLY、NADR和T3浓度。冻存部分肝脏组织和附睾周围脂肪组织，用0.9%氯化钠注射液按10%浓度制成组织匀浆，采用BCA法测定脂肪组织及肝脏组织蛋白浓度，采用ELISA法测定脂肪组织中HSL、ATGL、cAMP、PKA、LPL、FAS、ACC、Leptin、APN、PPAR-γ、TNF-α水平，肝脏组织中LPL、FAS、ACC、ME、G6PD、Leptin、APN、PPAR-γ、TNF-α水平。采用Real-time PCR法检测脂肪组织中HSL、ATGL、UCP2、β3-AR、Leptin、PPAR-γ、SREBP-1和C/EBP-α的mRNA表达。采用Westernblotting法检测脂肪组织中β3-AR的蛋白表达。另外，参考Fredrikson G和Belfrage P报道的方法测定血清和脂肪组织中HSL的活性。4.辛酸和癸酸对C57BL/6J肥胖小鼠脂代谢调节作用的比较按上述长期实验研究的方法，喂饲C57BL/6J肥胖小鼠含有2%辛酸（C8）、癸酸（C10）和油酸（C18）的高脂饲料，每组12只，8周后结束实验。观察指标包括：小鼠每周空腹体重、饲料消耗量及食物功效比、小鼠体长、Lee’s指数、BMI和体重增长值、小鼠肝脏及脂肪组织重、脂肪细胞形态学观察、小鼠血清TG、TC、HDL-C、LDL-C、HDL-C/LDL-C比值、脂肪组织中HSL、ATGL、cAMP、PKA、Leptin、TNF-α、PPAR-γ水平以及HSL、ATGL、β3-AR的mRNA表达，肝脏组织中ApoA1、ApoB、LPL、FAS、CYP7A1、HMGCoA、TNF-α水平以及CYP7A1和HMGCoA的mRNA表达。结果1. C57BL/6J小鼠肥胖模型的建立高脂饲料喂养4周后，HFD-1肥胖组小鼠体重、体长、Lee’s指数、BMI、体重增长值、肝重及各部分脂肪组织重以及血糖、TC和LDL-C水平均显著高于HFD-2肥胖抵抗组和对照组（P<0.05），HDL-C/LDL-C比值显著低于HFD-2组和对照组（P<0.05）。脂肪细胞形态学观察结果显示HFD-1组细胞的长径和短径均显著大于HFD-2组和对照组（P<0.05），单个视野小型脂肪细胞数量少于HFD-2组和对照组（P<0.05）。HFD-1组的肥胖小鼠模型建立成功。2. MCFA对C57BL/6J肥胖小鼠脂代谢的调节作用急性灌胃实验结果显示小鼠灌胃MCT、LCT后2小时和4小时，MCT组血清TG均明显低于LCT组（P<0.05），其他血脂相关指标未显示统计学差异（P>0.05）。短期灌胃实验结果显示小鼠体重、血脂、肝脏脂代谢指标等，灌胃MCT与LCT2周后比较均无显著性差异（P>0.05）。长期喂养实验结果显示MCT饲料组小鼠体重、体长、Lee’s指数、BMI、体重增长值、肝脏重、肾周脂肪重、附睾周脂肪重、血脂相关指标如血清TG、TC和LDL-C浓度均显著低于LCT组（P<0.05），血清HDL-C水平和HDL-C/LDL-C比值、小鼠肝脏组织匀浆的ApoA1浓度及ApoA1/ApoB比值，均显著高于LCT组（P<0.05）。脂肪细胞形态学观察结果显示，长期喂养MCT饲料的小鼠脂肪细胞长径和短径显著低于LCT组，而单个视野平均细胞数高于LCT组，差异均有统计学意义（P<0.05）。3. MCFA调节C57BL/6J肥胖小鼠脂代谢的机制研究喂饲MCT12周的C57BL/6J小鼠，ELISA法测定结果显示，与脂肪动员相关的各项指标如血清HSL和NADR水平，肝脏组织LPL水平，脂肪组织中ATGL、HSL和cAMP水平显著高于LCT组（P<0.05），其他指标如血清FFA浓度，脂肪组织中FAS、Leptin和TNF-α水平显著低于LCT组（P<0.05），PPAR-γ水平及肝脏中FAS、ACC、Leptin、APN及TNF-α水平两组之间比较均无统计学差异（P>0.05）。mRNA表达测定结果显示：小鼠脂肪组织中ATGL、HSL、UCP2和β3-AR的mRNA表达量均显著高于LCT组（P<0.05），Leptin、SREBP-1和C/EBP-α的mRNA表达量均显著低于LCT组，PPAR-γ mRNA表达两组之间无显著性差异（P>0.05）。Western blotting测定结果显示，MCT组β3-AR蛋白表达显著高于LCT组（P<0.01）。此外，MCT组脂肪组织中HSL活性显著高于LCT组（P<0.01），而血清中HSL活性，两组之间比较无显著性差异（P>0.05）。4. MCFA不同单体对C57BL/6J肥胖小鼠脂代谢调节作用的比较C57BL/6J小鼠喂饲分别含有C8、C10和C18脂肪酸的饲料8周后，C10组小鼠体重、Lee’s指数、BMI、体重增长值、附睾周围脂肪组织重均显著低于C18组（P<0.05），脂肪细胞形态学观察结果显示，C10组脂肪细胞体积明显减小，与C18组比较，细胞长径和短径均显著降低，而单个视野平均细胞数高于C18组（P<0.05），且与甘油三酯代谢相关指标如血清TG、脂肪组织中ATGL、HSL、cAMP水平均显著高于C18组（P<0.05），Leptin和TNF-α水平以及肝脏中FAS水平均显著低于C18组（P<0.05）。此外，脂肪组织中ATGL、HSL和β3-AR的mRNA表达量均显著高于C18组（P<0.05）。C8组与C18组比较，主要体现在与胆固醇代谢相关指标存在显著性差异，如血清TC和LDL-C浓度低于C18组（P<0.05），血HDL-C/LDL-C比值，肝脏组织中ApoA1浓度、ApoA1/ApoB比值和CYP7A1水平均显著高于C18组（P<0.05）。此外，C8组与C10、C18组分别比较，肝脏中CYP7A1的mRNA表达量均显著增高（P<0.05），而HMGCoA的mRNA表达量，三组之间比较无显著性差异（P>0.05）。结论1.MCFA作为天然来源的小分子中链脂肪酸可有效减轻肥胖小鼠体重，减少机体脂肪聚集，改善血甘油三脂、血胆固醇水平。2.以上作用的可能机制为：（1） MCFA由于其独特的代谢途径增加机体能量消耗，进而作用于中枢增加交感神经系统的活性，使外周NADR释放增加，激活脂肪细胞膜上的β3-AR，导致UCP2的表达增加，增强了与甘油三酯代谢相关酶ATGL、HSL的表达活性和水平，使体内脂肪动员加速，进而促进脂肪组织分解。（2）这种激活机体能量代谢的作用不是通过激活Leptin表达实现的。（3） MCFA可能通过下调脂肪组织中TNF-α、SREBP-1及C/EBP-α水平和mRNA表达，抑制脂肪细胞分化途径，减少脂肪细胞聚集，进而改善机体脂代谢紊乱。（4） MCFA对肝脏中脂肪酸合成途径的调节、对肝脏中脂肪因子的调节、以及MCFA对Leptin、APN和PPAR-γ途径的调节作用并不确定。3.MCFA中的辛酸和癸酸均可有效改善肥胖小鼠血甘油三酯和血胆固醇水平，但辛酸主要通过增加肝脏CYP7A1的表达调节小鼠胆固醇代谢，癸酸主要通过增加脂肪组织β3-AR、ATGL、HSL等表达水平调节小鼠甘油三酯代谢。二者的协同作用可能是MCFA降体重、改善血脂水平的机制之一。

全文目录

缩略词表  4-6
中文摘要  6-10
Abstract  10-15
前言  15-20
第一部分 C57BL/6J 肥胖小鼠模型的建立  20-31
  1 材料和方法  20-23
  2 结果  23-28
  3 讨论  28-31
第二部分 MCFA 对 C57BL/6J 肥胖小鼠脂代谢的调节作用  31-42
  1 材料和方法  31-35
  2 结果  35-39
  3 讨论  39-42
第三部分 MCFA 调节 C57BL/6J 肥胖小鼠脂代谢的机制研究  42-67
  1. 材料和方法  42-49
  2 结果  49-58
  3 讨论  58-67
第四部分 MCFA 不同单体对 C57BL/6J 肥胖小鼠脂代谢调节作用的比较  67-82
  1 材料和方法  67-69
  2 结果  69-79
  3 讨论  79-82
结论  82-83
参考文献  83-93
文献综述  93-112
  参考文献  104-112
在学期间发表的文章全文  112-118
个人简历  118-120
致谢  120-121

中链脂肪酸对肥胖小鼠脂代谢的调节作用及机制研究

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