亚麻籽油对高脂诱导的胰岛素抵抗保护效应及其机制研究

发布时间：2018-04-01 04:31

本文选题：亚麻籽油　切入点：高脂　出处：《华中科技大学》2016年博士论文

【摘要】：目的：1.在能量摄入一致的前提下,探讨亚麻籽油显著改善高脂诱导的胰岛素抵抗的适宜摄入量；2.基于脂质组学方法,探讨亚麻籽油介导的n-3多不饱和脂肪酸(n-3 polyunsaturated fatty acids, n-3PUFA)状态与高脂诱导的胰岛素抵抗关系;3.从肝内质网应激和未折叠蛋白反应、线粒体损伤及自噬功能紊乱的角度探讨亚麻籽油改善高脂诱导胰岛素抵抗的分子机制。方法：1.分组：80只体重为18-20 g的雄性C57BL/6J小鼠随机分为5组：低脂对照组(2.4%玉米油+1.9%猪油)、高脂模型组(3.2%玉米油+31.9%猪油)、低(10%亚麻籽油+21.9%猪油+3.2%玉米油)、中(20%亚麻籽油+11.9%猪油+3.2%玉米油)和高剂量亚麻籽油替代组(30%亚麻籽油+1.9%猪油+3.2%玉米油)。其中,低脂对照组脂肪供能比为10%,其它各高脂组脂肪供能比为60%。喂养16周建立高脂诱导的胰岛素抵抗模型。2.测定指标：ELISA法和酶学比色法测定血清炎性细胞因子、空腹胰岛素水平、空腹血糖、肝甘油三酯(Triglyceride,TG)和总胆固醇(Total Cholesterol, TC)水平;肝脏固定后用于HE染色;肝组织冰冻切片孵育DHE荧光探针检测肝脏活性氧(Reactive oxygen species, ROS)水平;硫代巴比妥酸比色法和改良二硫代二硝基苯甲酸比色法分别测定肝脏丙二醛(Malondialdehyde, MDA)和谷胱甘肽(Glutathione, GSH)的水平：采用固相微萃取及气相色谱法测定血清及肝组织总的及亚脂质成分包括TG、胆固醇酯(Cholesteryl ester, CE)、甘油二酯(Diglyceride, DG)、游离脂肪酸(Free fatty acid, FFA)、磷脂(Phospholipid, PL)脂肪酸组成：采用差速离心法获得肝细胞膜和线粒体,并对膜脂质进行提取、固相微萃取和膜脂肪酸组成的测定；透射电镜观察肝线粒体超微结构变化以及线粒体自噬状态；采用荧光探针JC-1及氧电极法测定肝线粒体膜电位及呼吸控制率；Western blot测定肝胰岛素信号、内质网应激和未折叠蛋白反应、JNK、线粒体自噬及生物合成调控相关蛋白的表达。结果：1.各实验组小鼠平均能量摄入无显著差异(LFD组除外)。中、高剂量亚麻籽油干预能够显著抑制高脂诱导的小鼠体重、肝体比及睾周脂肪体重比的增加、改善系统水平的胰岛素抵抗。2.亚麻籽油干预能够抑制高脂诱导的血清炎性因子水平的增加,尤其是以MCP-1的降低最为显著。3.长期高脂喂养诱导小鼠严重的肝脂肪变及氧化损伤。其中,肝脂质沉积主要以TG的增加为主(+88%)。中、高剂量亚麻籽油干预能够显著改善这一变化。4.中、高剂量亚麻籽油干预显著上调急性胰岛素刺激状态下p-Ser473Akt、 p-Tyr632IRS-1和p-Ser2448 mTOR蛋白表达水平,表明改善的肝组织胰岛素信号。5.亚麻籽油干预能够抑制高脂诱导的小鼠血清饱和脂肪酸(Saturated fatty acid, SFA)和n-6PUFA增加,并进一步降低单不饱和脂肪酸(Monounsaturated fatty acid, MUFA)水平,增加n-3PUFA累积,降低n-6/n-3比值,且具有剂量效应关系。亚麻籽油对肝组织脂肪组成的影响则表现出类似的变化趋势。6.亚麻籽油剂量依赖性地抑制高脂诱导的血清TG、CE和FFA水平的增加,但对DG和PL含量无显著影响。亚麻籽油介导的n-3PUFA累积具有脂质成分特异性。其中,a-亚麻酸(a-linolenic acid, ALA)、二十碳五烯酸(Eicosapetaenoic acid, EPA)、二十二碳五烯酸(Docosapentaenoic acid, DPA)及二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid, DHA)能够特异性地累积在TG、FFA和CE脂质池中;ALA和EPA累积与亚麻籽油的摄入量呈正比；各干预组DPA含量无显著差异；中、高剂量亚麻籽油摄入对DHA累积具有反馈抑制作用。肝组织脂质组学则表现出与血清类似的的分析结果。7.长期高脂喂养诱导小鼠肝细胞膜脂质重塑。其中,n-3PUFA水平显著增加,MUFA含量和n-6/n-3比值显著降低。亚麻籽油干预显著降低亚油酸(Linoleicacid, LA)来源的C20：4n-6和C22：4n-6水平,但增加LA、ALA及ALA来源的EPA和DPA累积。8.相关性分析结果表明,亚麻籽油显著改善系统水平胰岛素抵抗可能基于ALA、EPA和DPA在血清特定脂质成分累积及协同增效作用。其中,FFA/CE-ALA和EPA,TG-ALA、EPA和DPA以及DG-ALA与亚麻籽油介导的胰岛素敏感性增加呈显著正相关关系。9.中剂量亚麻籽油摄入显著抑制高脂诱导的小鼠肝内质网应激及未折叠蛋白反应的失活,上调JNK表达及磷酸化水平,并伴随着肝胰岛素敏感性的改善。10.中、高剂量亚麻籽油干预一方面抑制高脂诱导的肝线粒体结构损伤,增加ALA、DPA及DHA在膜磷脂中的累积,降低n-6/n-3比值,改善线粒体膜电位及呼吸控制率；另一方面,中、高剂量亚麻籽油干预上调线粒体自噬水平和生物合成调控,改善肝线粒体稳态失衡。结论：1.亚麻籽油能够通过抑制高脂诱导的肝脂肪变,氧化损伤及胰岛素信号异常,改善系统水平的炎症反应和胰岛素抵抗。其中,中剂量亚麻籽油干预已经表现出良好的拮抗效应。2.中、高剂量亚麻籽油介导的ALA及其代谢产物EPA和DPA在血清及肝组织特定脂质成分及细胞膜中的累积可能参与到对高脂诱导的脂代谢异常及胰岛素抵抗的保护作用。3.亚麻籽油干预抑制高脂诱导的小鼠肝内质网应激和未折叠蛋白反应的失活,上调JNK表达和磷酸化水平,改善肝线粒体损伤和自噬功能紊乱,从而拮抗高脂诱导的肝胰岛素抵抗。其中,以中、高剂量亚麻籽油干预最为显著。
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【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R151

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