4种膳食纤维的生物活性比较及经P13K通路改善HepG2细胞IR机制探讨

发布时间：2018-06-01 22:08

  本文选题：膳食纤维 + 胰岛素抵抗　； 参考：《扬州大学》2014年硕士论文

【摘要】：目的： (1)提取全谷豆复合包、全大豆、全谷物小麦、全谷物玉米中膳食纤维,了解其含量、理化性质和体外抗氧化能力的不同； (2)观察单一和复合膳食纤维对高糖诱导的胰岛素抵抗HepG2细胞的影响,掌握4组膳食纤维对HepG2细胞胰岛素抵抗的改善作用及差异； (3)探讨单一和复合膳食纤维对胰岛素抵抗HepG2细胞PI3K信号通路的影响,初步探明其作用机制。 方法： (1)用酶-化学法提取全谷豆复合包、全大豆、全谷物小麦、全谷物玉米中的膳食纤维； (2)按国标法测定4种膳食纤维的含量和组成,测定4种膳食纤维的膨胀率、持水力、不饱和脂肪(花生油)吸附力、饱和脂肪(猪油)吸附力、胆固醇吸附能力和葡萄糖透析延迟指数比较其物理性质,并通过DPPH自由基清除率和总抗氧化能力(T-AOC)法测定其体外抗氧化能力； (3)使用高浓度葡萄糖诱导HepG2细胞建立胰岛素抵抗模型。通过MTT法,结合葡萄糖消耗量、糖原累积量以及细胞中甘油三酯(TG)含量的测定,确定建立体外胰岛素抵抗模型的最佳时间和最佳浓度； (4)检测各组膳食纤维对胰岛素抵抗HepG2细胞的影响。实验分为空白对照组、二甲双胍阳性对照组、全谷豆复合包膳食纤维组、全大豆膳食纤维组、全谷物小麦膳食纤维组、全谷物玉米膳食纤维组,培养液中加入各组膳食纤维进行干预,干预后测定各组细胞的葡萄糖消耗量、糖原含量、TG含量和抗氧化指标丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)的水平以及糖代谢指标丙酮酸激酶(PK)的活力。采用双抗体两步夹心酶联免疫吸附法(Elisa)测定磷酸化丝氨酸/苏氨酸激酶-蛋白激酶B(PKB/Akt)、磷酸化糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)、脂肪酸合成酶(FAS)的含量；运用半定量逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)方法测定丝氨酸/苏氨酸激酶-蛋白激酶B(PKB/Akt)、糖原合酶激酶-3β(GSK-3β)、脂肪酸合成酶(FAS)的nRNA表达；通过PI3K的抑制剂WT预处理抑制Akt蛋白磷酸化后,进一步观察各组膳食纤维对胰岛素抵抗HepG2细胞的影响。 结果： (1)全谷豆复合包、全大豆、全谷物小麦、全谷物玉米均含有丰富的膳食纤维,具有较强的体外抗氧化能力；全大豆膳食纤维(DF)的持水力和膨胀力最好,全谷豆复合包DF次之,全谷物小麦DF和全谷物玉米DF较差；全谷物小麦DF的油脂吸附能力最好,全谷豆复合包DF次之,全大豆DF和全谷物玉米DF较差；全谷豆复合包DF的胆固醇的吸附能力最好,全大豆DF次之,全谷物小麦DF和全谷物玉米DF较差；全谷豆复合包DF的葡萄糖透析延迟能力在6个时间点中有4个时间点都表现最好。总体来看,全谷豆复合包DF均具有更好的葡萄糖透析延迟能力和胆固醇吸附能力,较好的持水力、膨胀力和油脂吸附能力,说明全谷豆复合包膳食纤维可以综合单一来源膳食纤维的优点。 (2)浓度为150mmol/L葡萄糖作用HepG2细胞24h时,细胞葡萄糖的消耗量显著降低,糖原含量显著下降,TG含量显著升高,是诱导HepG2细胞形成胰岛素抵抗的最佳浓度； (3)与模型组相比,200μg/mL的膳食纤维对高糖诱导的胰岛素抵抗HepG2细胞作用24h对细胞活性具有明显保护作用,因此将200μg/mL的膳食纤维干预24h确定为干预条件。干预后,与模型组相比：①膳食纤维显著提高了细胞对葡萄糖的摄取能力(P0.05)；②糖原含量显著增加,具有显著性差异(P0.05)；③显著降低了细胞中TG的含量(P0.05);④MDA含量显著降低(P0.05)；⑤升高了SOD含量(P0.05)；⑥丙酮酸激酶活力明显升高(P0.05)；⑦p-Akt、p-GSK-3β、FAS含量显著降低(P0.05)。实验结果表明,单一和复合膳食纤维对胰岛素抵抗均具有一定的改善作用,而复合膳食纤维的改善作用更为全面； (4)与模型组相比,各干预组细胞内Akt、GSK-3β基因表达显著增高(P0.05),FAS基因表达显著降低(P0.05)。未经抑制剂WT处理组比处理组改善效果明显,提示高糖诱导的HepG2胰岛素抵抗模型PI3K/Akt信号通路受到抑制,膳食纤维可以通过此通路起到改善作用,且复合膳食纤维组比单一膳食纤维组作用明显。 结论： (1)全谷豆复合包、全大豆、全谷物小麦、全谷物玉米均富含膳食纤维,而全谷豆复合包膳食纤维可以综合单一来源膳食纤维性质的优点,在持水力、膨胀力、油脂吸附力、胆固醇吸附能力及葡萄糖透析延迟能力方面具有更好的综合能力；全谷豆复合膳食纤维具有更强的体外抗氧化能力； (2)150mmol/L的葡萄糖作用HepG2细胞24h可形成理想的胰岛素抵抗细胞模型； (3)4组膳食纤维均能改善HepG2细胞胰岛素抵抗状态,一定程度上保护细胞正常的糖脂代谢功能,且复合膳食纤维组比单一来源膳食纤维组具有更好的综合作用； (4)未经抑制剂WT处理组比处理组对HepG2细胞PI3K/Akt通路中Akt、GSK-3β、FAS的改善效果更明显,提示高糖诱导的HepG2胰岛素抵抗模型PI3K/Akt信号通路受到抑制,而膳食纤维可能通过此通路起到对Akt、GSK-3β、FAS的改善作用。
[Abstract]:Objective:
(1) extraction of dietary fiber from whole grain soybean composite package, whole soybean, whole grain wheat and whole grain corn, to understand its content, physicochemical properties and antioxidant capacity in vitro.
(2) to observe the effect of single and compound dietary fiber on high glucose induced insulin resistance HepG2 cells, and to master the effect and difference of 4 groups of dietary fiber on insulin resistance in HepG2 cells.
(3) to explore the effect of single and compound dietary fiber on PI3K signaling pathway in insulin resistant HepG2 cells, and to explore its mechanism.
Method锛，

本文编号：1965862