膳食補(bǔ)充亮氨酸對(duì)高脂大鼠肝臟線粒體生成的影響及其機(jī)制研究.pdf

1、目的:高脂膳食喂養(yǎng)建立大鼠胰島素抵抗動(dòng)物模型,觀察亮氨酸對(duì)高脂膳食喂養(yǎng)大鼠胰島素抵抗和肝臟線粒體生成及其相關(guān)基因表達(dá)的影響,為進(jìn)一步揭示亮氨酸改善線粒體功能的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ),為2型糖尿病的防治提供新的思路和科學(xué)依據(jù)。
　　方法:雄性成年Sprague-Dawley大鼠40只,體重200~220g,按體重隨機(jī)分為4組(每組10只動(dòng)物),分別給予基礎(chǔ)飼料(ND)、基礎(chǔ)飼料+1.5％亮氨酸(ND+1.5%leu)、高脂飼料(HFD)、

2、高脂飼料+1.5%亮氨酸(HFD+1.5%leu)喂養(yǎng)24周,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)血糖、血胰島素水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前一周,大鼠禁食10小時(shí),進(jìn)行胰島素耐量試驗(yàn)并計(jì)算血糖曲線下面積;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),處死動(dòng)物,取血、肝臟等組織,測(cè)定血MDA、血糖、血胰島素并計(jì)算HOMA指數(shù);測(cè)定肝臟組織GSH/GSSG;提取肝臟mtDNA和RNA,采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Real-Time PCR)測(cè)定各組大鼠肝臟COXⅡ、β-globin、MnSOD、YY1、PGC-1α、

3、TFAM、NRF-1、SIRT3、SIRT1mRNA表達(dá)水平。Western blotting檢測(cè)肝臟mTOR及磷酸化mTOR表達(dá)水平。
　　結(jié)果:
　　1.高脂飼料喂養(yǎng)大鼠的進(jìn)食量從第三周開(kāi)始明顯低于基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)組(P<0.05)。高脂組大鼠僅在實(shí)驗(yàn)前兩周的能量攝入明顯高于正常組大鼠(P<0.05)。亮氨酸補(bǔ)充對(duì)大鼠能量攝入無(wú)明顯影響。從第6周開(kāi)始,HFD+1.5%Leu組大鼠體重顯著高于HFD組大鼠(P<0.05);第7

4、周開(kāi)始,HFD組大鼠體重已顯著高于ND組大鼠體重(P<0.05)。亮氨酸補(bǔ)充對(duì)正常大鼠體重?zé)o明顯影響。
　　2.與ND組大鼠相比,HFD組大鼠血糖水平無(wú)明顯改變,但胰島素水平顯著升高,HOMA指數(shù)顯著升高(P<0.05);亮氨酸補(bǔ)充可顯著降低高脂大鼠胰島素水平及HOMA指數(shù),改善胰島素抵抗(P<0.05),但對(duì)正常大鼠胰島素敏感性無(wú)明顯影響。胰島素耐量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,HFD組大鼠注射胰島素后15分鐘和30分鐘,血糖值顯著高于ND組(

5、P﹤0.05),出現(xiàn)胰島素耐量異常,血糖曲線下面積(Area under the curve,AUC)顯著增加(P﹤0.05);HFD+1.5%Leu組大鼠15分鐘和30分鐘血糖值顯著低于HFD組(P﹤0.05),且AUC顯著降低(P﹤0.05)。
　　3.大鼠肝臟GSH/GSSG的比值各組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。HFD組肝臟中MnSOD mRNA的表達(dá)水平明顯高于ND組(P<0.05)。HFD+1.5%Leu組MnSOD

6、 mRNA的表達(dá)水平明顯低于HFD組(P<0.05)。HFD+1.5%Leu組血清MDA水平明顯低于HFD組(P<0.05)。
　　4.ND+1.5%Leu組的mtDNA水平明顯高于ND組(P<0.05),HFD組的mtDNA水平明顯低于ND組(P<0.05),而HFD+1.5%Leu組的mtDNA水平較HFD組顯著升高(P<0.05)。與ND組相比,HFD組肝臟線粒體生成相關(guān)基因TFAM和SIRT3顯著降低(P﹤0.05),亮氨

7、酸補(bǔ)充可顯著增加ND組大鼠YY1、NRF-1、TFAM、PGC-1α及SIRT1mRNA的表達(dá)(P﹤0.05);與HFD組相比,亮氨酸補(bǔ)充可增加YY1、NRF-1、TFAM、PGC-1αmRNA的表達(dá)(P﹤0.05)。
　　5.在基礎(chǔ)狀態(tài)下,HFD組肝臟pSer2448mTOR水平較ND組升高(P﹤0.05),亮氨酸對(duì)肝臟pSer2448mTOR的表達(dá)有升高的趨勢(shì)。與基礎(chǔ)狀態(tài)相比,經(jīng)胰島素刺激后的ND組肝臟pSer2448mTOR

8、水平升高(P﹤0.05),而HFD組大鼠肝臟pSer2448mTOR水平無(wú)進(jìn)一步升高。而亮氨酸補(bǔ)充可顯著增強(qiáng)胰島素刺激狀態(tài)下pSer2448mTOR的表達(dá),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹤0.05)。
　　結(jié)論:高脂膳食喂養(yǎng)誘導(dǎo)大鼠發(fā)生胰島素抵抗;亮氨酸補(bǔ)充可改善高脂膳食喂養(yǎng)大鼠胰島素抵抗;膳食補(bǔ)充亮氨酸改善線粒體生成相關(guān)基因NRF-1、TFAMPGC-1α、SIRT3及SIRT1的表達(dá),從而增加肝臟線粒體生成,改善機(jī)體的胰島素抵抗和氧化應(yīng)