基于代謝組學與多光譜成像技術對苦瓜影響高脂飲食肥胖小鼠能量代謝的有效組分的研究.pdf

1、苦瓜作為一種傳統(tǒng)的藥食同源食物被世界各地的人們廣泛種植，特別是在亞洲國家，苦瓜以其減肥降糖的作用著稱。然而，隨著對苦瓜影響脂肪沉積的作用機制研究的不斷深入，目前主要的研究內容仍然集中在針對某一局部機制的研究，缺少系統(tǒng)的從生物體的代謝角度進行的考察。因此，根據無侵入性的，系統(tǒng)的研究需要，以代謝組學為基礎，對苦瓜及其有效組分對高脂飲食小鼠肥胖的影響進行研究是十分必要的。
　　目前，以代謝組學的研究方法為基礎，針對苦瓜或苦瓜提取物對高脂

2、飲食小鼠肥胖的影響研究較少。雖然前人已經證實苦瓜的減肥作用，但是我們在這一模型基礎上對苦瓜影響高脂飲食小鼠的脂肪沉積和能量代謝水平的改變做了系統(tǒng)的研究。其次，采用飲食添加的方式，深入研究了苦瓜的水相、正丁醇相、乙酸乙酯相和提取物殘留對高脂飲食小鼠肥胖的影響。然后采用細胞模型研究了苦瓜三萜(Mc3)抗脂肪積累和抗炎性的作用。最后將多光譜成像技術(MSI)應用在苦瓜有效組分的檢測上，這一應用目前尚未見報道。
　　本文在對國內外研究背景

3、和研究方法進行分析總結的基礎上，采用動物模型、理論分析和數值建模相結合的方法，對苦瓜和苦瓜不同組分提取物對高脂飲食小鼠的代謝組學影響進行了深入研究。在此基礎上確認了苦瓜減肥的有效組分，并將多光譜檢測技術進行應用。完成的主要研究工作和成果如下:
　　(1)采用以NMR為基礎的代謝組學研究方法，發(fā)現苦瓜改善了飲食誘導肥胖小鼠的能量代謝。對高脂飲食(HFD)、低脂飲食(LFD)和高脂飲食添加5％苦瓜(HFD+5％BM)喂養(yǎng)的小鼠進行研究

4、，通過對尿液樣本的代謝組學分析，識別出37種代謝物發(fā)生變化。通過多元統(tǒng)計分析和單因素分析，探討了飲食添加的苦瓜對小鼠代謝通路的影響。識別出與能量代謝相關的多種糖代謝途徑產生了顯著的變化。
　　(2)以高脂飲食中添加苦瓜不同組分提取物喂養(yǎng)的小鼠為研究對象，結果發(fā)現在飲食攝入量無明顯差異的情況下，高脂飲食添加苦瓜的正丁醇相提取物(HFD+0.25％BMB)對小鼠體重、棕色脂肪組織(BAT)、附睪脂肪組織(EAT)、皮下脂肪組織(SAT

5、)的重量和胰島素抵抗的影響效果要優(yōu)于高脂飲食添加苦瓜的乙酸乙酯相提取物(HFD+0.25％BME)、水相提取物(HFD+1％BMW)和苦瓜的提取物殘留(HFD+4.5％BMF)，且與高脂飲食添加苦瓜(HFD+5％BM)的效果相近。同時采用NMR對小鼠血清進行分析，識別產生顯著差異的22種代謝物，包括三羧酸循環(huán)和氨基酸循環(huán)中的重要代謝物檸檬酸，琥珀酸，肌氨酸和丙酮酸等。
　　(3)對苦瓜三萜Mc3抑制細胞的脂肪積累和抗炎性作用進行研

6、究，結果發(fā)現，Mc3能夠顯著抑制3T3-L1細胞的分化和甘油三酯的積累，能夠抑制RAW264.7巨噬細胞中炎性因子的表達，顯著提高AMPK的磷酸化水平。
　　(4)利用多光譜成像技術(MSI)對苦瓜抑制脂肪積累，改善小鼠能量代謝的有效組分進行分析，采用PLSR算法建立苦瓜有效組分的預測模型，模型的決定系數(RP2)和預測集標準差(SEP)分別為0.773和0.0037。在此基礎上，利用圖像處理方法得到苦瓜有效組分的可視化分布圖，確