六种食物源5,7-二羟基黄酮调控炎性和脂质代谢的体外构效关系研究
发布时间：2020-04-27 09:36
【摘要】：脂肪组织脂质代谢,包括脂肪组织的脂肪沉积和棕脂化等脂质代谢及相关炎性,在肥胖及相关代谢疾病中发挥着重要的调控作用。食物源黄酮类化合物具有抗炎、抗肥胖、改善能量代谢等生物活性。木犀草素(LU)、芹菜素(AP)、白杨素(CH)和槲皮素(QU)、杨梅素(MY)、山奈酚(KA)分别是最常见于食物中的黄酮类和黄酮醇类化合物,且都具有5,7-二羟基黄酮这一共同结构。目前,对于这六种黄酮在调控炎性和脂质代谢方面的活性差异及可能的构效关系尚不明确。因此,本研究基于巨噬细胞炎性极化、脂肪细胞脂肪分化和棕脂分化这三个体外模型,分别考察了上述六种5,7-二羟基黄酮的活性作用差异,并结合其结构特征进行构效分析。基于LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞和小鼠骨髓来源巨噬细胞,建立M1极化模型,流式细胞术结果显示三种黄酮类(无3-OH)抑制M1巨噬细胞标记蛋白CD274及CD38表达的活性均强于三种黄酮醇类(有3-OH),定量PCR和Western blot结果显示三种黄酮类抑制炎性因子表达及炎性信号蛋白活化的作用强弱为:LU(3’,4’-OH)AP(4’-OH)CH,三种黄酮醇类当中,QU(3’,4’-OH)的抑制活性最强,表明C环3位的羟基取代不利于5,7-二羟基黄酮抑制巨噬细胞M1极化的活性,而B环上3’,4’位羟基取代有利于增强其活性。利用脂肪化诱导剂诱导3T3-L1前脂肪细胞和小鼠皮下前脂肪细胞分化,建立脂肪细胞分化模型,通过油红染色定量考察六种黄酮抗脂肪沉积的活性强弱,定量PCR检测六种黄酮对脂肪化相关基因表达的影响,结果显示六种黄酮抗脂肪沉积的活性排序为:LUQU/MYAP/KACH,表明B环上3’,4’位羟基取代能够促进5,7-二羟基黄酮降低脂肪沉积的活性,而C环3位的羟基取代并不利于其降脂活性。分离小鼠皮下脂肪组织中的前脂肪细胞,利用棕脂分化试剂诱导棕脂化,建立脂肪细胞棕脂分化模型,通过定量PCR考察六种黄酮对产热基因及浅棕脂细胞标记基因表达的影响,并进一步对相关信号蛋白进行Western blot检测,结果显示LU(有3’,4’-OH,无3-OH)具有显著促进脂肪细胞棕脂化的作用,表明B环3’,4’位羟基取代有利于棕脂化活性。总之,本文分别对六种5,7-二羟基黄酮抑制巨噬细胞炎性极化、抑制脂肪细胞脂肪沉积和促进脂肪细胞棕脂化的活性与结构特征的关系进行了总结与探讨,以期为食物源黄酮类化合物的进一步利用与开发提供思路。
【图文】：
图 1.1 小鼠和人类中棕脂、白脂及浅棕脂细胞的分布Fig 1.1 Anatomical sites of brown, white and beige adipocytes in mice and humans.（引自 BarteltA, Heeren J. Nature Reviews Endocrinology, 2013, 10(1):24-36.）1.2.2 肥胖发生过程中白色脂肪组织脂质代谢变化与胰岛素抵抗在生理状态下，WAT 处于脂肪合成与脂解、促炎性与抗炎性的动态平衡中。当机体摄入过量营养时，胰岛素的合成代谢作用调控了白色脂肪细胞的能量代谢介导了糖脂摄入和脂质积累并抑制了脂解过程，从而打破了脂解与脂肪合成的平衡，导致白脂细胞的增大。此时，肥大的脂肪细胞会分泌 MCP1 和 LTB4 等趋化因子[32]，单核细胞响应趋化信号后，迁移到脂肪组织中，分化为脂肪组织驻留巨噬细胞（adiposetissuemacrophages，ATMs），并极化为高度促炎的 M1 型巨噬细胞。研究发现，在肥胖状态下，募集到脂肪组织的外周血单核细胞中有超过 90%都极化为促炎性的 ATMs[33,34]。ATMs 本身也会分泌趋化因子，吸引了更多以巨噬细胞为代表的炎性免疫细胞浸润到 WAT 中。除了数量的变化，巨噬细胞的表型在肥胖形成过程中的改变也非常显著。显然，ATMs 存在于脂质丰富的环境中，而 FFAs 可
图 1.2 肥胖、炎性和胰岛素抵抗Fig 1.2 Obesity, tissue inflammation and insulin resistance（引自 Schenk S, Saberi M. The Journal of clinical investigation, 2008, 118(9): 2992-3002.）胰岛素是机体内唯一具有降低血糖作用的激素分子。胰岛素首先与胰岛素受体结合，导致胰岛素受体底物（insulinreceptor substrates，IRS）的酪氨酸磷酸化，进一步激活 Akt，进而激活胰岛素信号通路，这对于维持体内的葡萄糖稳态至关重要。然而，肥胖状态下，脂肪组织流出的 FFAs 以及分泌的促炎性细胞因子等都会损害胰岛素信号通路。例如，TNF 可以刺激包括 IKK、JNK 在内的丝氨酸激酶，从而导致 IRS-1 的丝氨酸磷酸化，，抑制胰岛素信号通路[37, 38]。IL-6 通过作用于下游靶分子 SOCS3，可以阻断胰岛素受体与 IRS-1 的相互作用[39]。FFAs 可作为配体激活 TLR2/TLR4 信号通路，引起 TAK1 和 TAB1 相互作用，然后激活 IKK 和 JNK从而导致 IRS-1 的丝氨酸磷酸化[35]。脂肪酸代谢的中间产物，神经酰胺，可通过去磷酸化 Akt 抑制胰岛素信号[40]。另一方面，脂肪细胞分泌的细胞因子，如 adiponectin可促进胰岛素敏感性[41,42]。综上所述，在肥胖的形成过程，WAT 的脂肪积累增加，
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ28;TQ460.1
本文编号：2642123
【图文】：
图 1.1 小鼠和人类中棕脂、白脂及浅棕脂细胞的分布Fig 1.1 Anatomical sites of brown, white and beige adipocytes in mice and humans.（引自 BarteltA, Heeren J. Nature Reviews Endocrinology, 2013, 10(1):24-36.）1.2.2 肥胖发生过程中白色脂肪组织脂质代谢变化与胰岛素抵抗在生理状态下，WAT 处于脂肪合成与脂解、促炎性与抗炎性的动态平衡中。当机体摄入过量营养时，胰岛素的合成代谢作用调控了白色脂肪细胞的能量代谢介导了糖脂摄入和脂质积累并抑制了脂解过程，从而打破了脂解与脂肪合成的平衡，导致白脂细胞的增大。此时，肥大的脂肪细胞会分泌 MCP1 和 LTB4 等趋化因子[32]，单核细胞响应趋化信号后，迁移到脂肪组织中，分化为脂肪组织驻留巨噬细胞（adiposetissuemacrophages，ATMs），并极化为高度促炎的 M1 型巨噬细胞。研究发现，在肥胖状态下，募集到脂肪组织的外周血单核细胞中有超过 90%都极化为促炎性的 ATMs[33,34]。ATMs 本身也会分泌趋化因子，吸引了更多以巨噬细胞为代表的炎性免疫细胞浸润到 WAT 中。除了数量的变化，巨噬细胞的表型在肥胖形成过程中的改变也非常显著。显然，ATMs 存在于脂质丰富的环境中，而 FFAs 可
图 1.2 肥胖、炎性和胰岛素抵抗Fig 1.2 Obesity, tissue inflammation and insulin resistance（引自 Schenk S, Saberi M. The Journal of clinical investigation, 2008, 118(9): 2992-3002.）胰岛素是机体内唯一具有降低血糖作用的激素分子。胰岛素首先与胰岛素受体结合，导致胰岛素受体底物（insulinreceptor substrates，IRS）的酪氨酸磷酸化，进一步激活 Akt，进而激活胰岛素信号通路，这对于维持体内的葡萄糖稳态至关重要。然而，肥胖状态下，脂肪组织流出的 FFAs 以及分泌的促炎性细胞因子等都会损害胰岛素信号通路。例如，TNF 可以刺激包括 IKK、JNK 在内的丝氨酸激酶，从而导致 IRS-1 的丝氨酸磷酸化，，抑制胰岛素信号通路[37, 38]。IL-6 通过作用于下游靶分子 SOCS3，可以阻断胰岛素受体与 IRS-1 的相互作用[39]。FFAs 可作为配体激活 TLR2/TLR4 信号通路，引起 TAK1 和 TAB1 相互作用，然后激活 IKK 和 JNK从而导致 IRS-1 的丝氨酸磷酸化[35]。脂肪酸代谢的中间产物，神经酰胺，可通过去磷酸化 Akt 抑制胰岛素信号[40]。另一方面，脂肪细胞分泌的细胞因子，如 adiponectin可促进胰岛素敏感性[41,42]。综上所述，在肥胖的形成过程，WAT 的脂肪积累增加，
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ28;TQ460.1
【参考文献】
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1 赵静;李玉琴;王芳乔;贾宝秀;刘彩红;王仁亮;;6种黄酮类化合物清除超氧阴离子自由基能力及其构效关系[J];中国医药导报;2014年29期
本文编号：2642123
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