肥胖是代谢类疾病的主要驱动因素,如非酒精性脂肪肝、某些癌症和胰岛素抵抗。过高能量食物的摄入以及机体能量消耗降低,是造成肥胖的重要因素。目前,还没有治疗肥胖症的有效药物。此外,脂肪沉积能力的高低是影响畜禽动物瘦肉率的重要因素,会直接决定畜禽个体的综合经济效益。甜菜碱又称三甲基甘氨酸,是一种无毒性、化学结构稳定、在自然界广泛存在的天然分子。甜菜碱也是人体重要的营养物质,几乎在机体的所有组织中都有分布,其最主要的摄入方式是通过食物。由于甜菜碱可作为高效的甲基供体,所以在对调节脂质代谢方面起到重要作用。近年来,对甜菜碱的大量研究都基于将其作为畜禽动物饲料的添加剂。研究表明甜菜碱可以通过加速脂肪酸分解,抑制脂肪酸合成的机制来减少畜禽体脂的沉积,从而提高瘦肉率。此外,甜菜碱在改善肥胖以及肥胖相关病症和脂质代谢紊乱甚至在癌症治疗等方面都具有一定的作用。本研究在细胞水平上通过对3T3-L1前脂肪细胞的增殖分化,以及构建胰岛素抵抗模型,来探究甜菜碱处理对3T3-L1前脂肪细胞脂质代谢的影响。在活体水平上,首先通过高脂饮食饲喂小鼠以建立肥胖动物模型,并通过注射链脲佐菌素(STZ)来建立高血糖动物模型。对小鼠补饲甜菜碱来观察小鼠在脂质代谢和胰岛素抵抗方面的改善情况。主要研究结果如下:1.通过高脂饮食(HFD)连续饲喂6周龄雌性昆明小鼠13周,成功构建了肥胖小鼠模型。HFD诱导小鼠比正常饮食小鼠体重显著增加,体脂量显著增多。并且,经GTT和ITT检验证明HFD小鼠产生了胰岛素抵抗。高脂饮食的诱导使小鼠产生了代谢紊乱。2.补饲甜菜碱降低了HFD肥胖小鼠的体增重。同时,正常饮食小鼠和肥胖小鼠身体各部位的脂肪沉积量均有减少;对照肥胖小鼠可知,甜菜碱的饲喂导致肥胖小鼠血浆中甘油三酯及胆固醇等含量降低。说明饲喂甜菜碱改善了肥胖小鼠脂质代谢紊乱并抑制体内白色脂肪的生成。并且发现甜菜碱补饲对正常饮食小鼠的总体重及血脂和脂蛋白没有显著影响,这揭示了甜菜碱对已形成的脂质代谢紊乱起到改善作用,对正常小鼠是否有效,有待进一步探究。3.用甜菜碱处理3T3-L1前脂肪细胞后,通过CCK-8和EdU检测,以及测定细胞中与细胞周期和脂质代谢相关基因的表达水平,结果表明添加甜菜碱使得3T3-L1前脂肪细胞的增殖和分化受到抑制。并且,改善了胰岛素抗性细胞的胰岛素抵抗。4.检测HFD小鼠的腿肌组织发现饲喂甜菜碱可以改变腿肌中的脂肪酸组成。甜菜碱具有促进脂肪酸氧化,降低肌内脂肪沉积的功能。5.饲喂甜菜碱后改善了HFD小鼠的胰岛素抵抗症状,并且降低了小鼠体内的促炎性因子。对高血糖症小鼠模型饲喂甜菜碱后发现其血糖浓度下降,胰岛素抵抗现象缓解。