槐定碱在脂肪沉积中的作用与机制研究

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猪肉作为人类主要的动物蛋白质来源,如何改善其品质是当下的研究热点。脂肪细胞的数量与分布直接影响肉产品的质量。脂肪细胞的生成主要包括增殖和分化两个过程,受多种转录因子、生长因子、信号通路以及天然化合物等因素的影响。槐定碱(Sophoridine,SRP)是从苦豆子中提取的一种生物碱,属于苦参碱类化合物,具有抗病毒、抗菌、抗肿瘤等广泛的生物学作用。研究表明槐定碱与已用于改善肥胖症、糖尿病和脂肪肝的苦参碱(matrine)具有相似的结构,根据结构相似的物质可能具有类似的生物学功能,推测槐定碱可能在脂质沉积过程中发挥重要的调控作用。本研究以饮食诱导肥胖的小鼠、3T3-L1前体脂肪细胞为研究对象,采用CCK-8、Ed U染色、流式细胞术、RT-q PCR、western-blot、油红O染色、细胞免疫荧光以及蛋白质组学分析等多种检测技术研究槐定碱在脂质沉积中的作用和机制。主要结果如下:1.槐定碱(20mg/kg)处理高脂饮食诱导肥胖小鼠12周后,肥胖小鼠的体重和采食量显著降低,组织形态学结果显示SRP处理的小鼠皮下白色脂肪组织的面积小于对照组;在m RNA表达水平上,皮下脂肪中的成脂标志基因PPARγ、C/EBPα、GLUT4和FABP4显著下调以及脂解标志基因ATGL显著上调(P<0.05);此外,GTT和ITT试验显示槐定碱还可以改善饮食诱导肥胖小鼠的葡萄糖耐受性和胰岛素抵抗(P<0.05),降低肝脏的重量减少肝脏中脂肪沉积,降低血清中的葡萄糖、总胆固醇、ALT/AST水平(P<0.05)。以上结果表明SRP处理可以改善饮食诱导的肥胖。2.槐定碱(50μM)处理3T3-L1前体脂肪细胞,Ed U染色阳性细胞数和S期细胞数目显著降低,在m RNA表达水平上显著降低Cyclin B(P<0.05)、Cyclin D(P<0.01)、Cyclin E(P<0.01)的表达,P21显著上升(P<0.01);而周期蛋白Cyclin B、Cyclin D的表达显著降低(P<0.05),P21的表达显著上升(P<0.01)。以上结果表明SRP抑制3T3-L1前体脂肪细胞的增殖。3.槐定碱(50μM)处理3T3-L1前体脂肪细胞,油红O和Bodipy染色中脂滴的数量显著减少(P<0.05),并显著抑制了成脂标志基因SREBP1、CEBPβ、PPARγ、C/EBPα、FABP4和脂解标志基因ATGL、HSL的m RNA表达水平(P<0.05),在蛋白水平上GLUT4、C/EBPα、CEBPβ、FABP4的表达显著抑制(P<0.05)。以上结果表明SRP抑制3T3-L1前体脂肪细胞的分化。4.蛋白质组学探索槐定碱抑制3T3-L1前体脂肪细胞分化的具体机制,结果筛选出842个差异蛋白,KEGG和GO分析这些差异蛋白富集在VEGF-Src信号通路上;利用DS软件模拟槐定碱与Src蛋白分子对接,结果显示槐定碱与Src之间存在Alkyl、PiAlkyl以及强烈的氢键相互作用,并且槐定碱抑制Src蛋白的表达(P<0.05);进一步检测槐定碱与VEGF信号通路之间的作用,槐定碱抑制VEGFR2的表达以及Src下游蛋白PI3K-AKT的磷酸化水平(P<0.05)。以上结果说明SRP通过靶定Src调节VEGF-VEGFR2信号和PI3K-AKT的磷酸化,进而抑制3T3-L1前体脂肪细胞分化。综上所述,SRP能够抑制机体的脂肪沉积,改善肥胖机体葡萄糖紊乱和胰岛素抵抗、降低机体血糖血脂、发挥保护肝脏的功能;SRP能够抑制3T3-L1前体脂肪细胞的增殖,并且Src作为SRP的靶点调节VEGF-VEGFR2和PI3K-AKT信号通路抑制3T3-L1前体脂肪细胞的分化过程。本研究为来源于天然化合物的SRP改善代谢性疾病及改良家畜肉品质提供理论基础和科学依据。
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