膳食補充亮氨酸對高脂大鼠肝臟線粒體生成的影響及其機制研究.pdf

1、目的:高脂膳食喂養(yǎng)建立大鼠胰島素抵抗動物模型,觀察亮氨酸對高脂膳食喂養(yǎng)大鼠胰島素抵抗和肝臟線粒體生成及其相關基因表達的影響,為進一步揭示亮氨酸改善線粒體功能的分子機制奠定基礎,為2型糖尿病的防治提供新的思路和科學依據。
　　方法:雄性成年Sprague-Dawley大鼠40只,體重200~220g,按體重隨機分為4組(每組10只動物),分別給予基礎飼料(ND)、基礎飼料+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,動態(tài)監(jiān)測血糖、血胰島素水平。實驗結束前一周,大鼠禁食10小時,進行胰島素耐量試驗并計算血糖曲線下面積;實驗結束時,處死動物,取血、肝臟等組織,測定血MDA、血糖、血胰島素并計算HOMA指數;測定肝臟組織GSH/GSSG;提取肝臟mtDNA和RNA,采用實時熒光定量PCR(Real-Time PCR)測定各組大鼠肝臟COXⅡ、β-globin、MnSOD、YY1、PGC-1α、

3、TFAM、NRF-1、SIRT3、SIRT1mRNA表達水平。Western blotting檢測肝臟mTOR及磷酸化mTOR表達水平。
　　結果:
　　1.高脂飼料喂養(yǎng)大鼠的進食量從第三周開始明顯低于基礎飼料喂養(yǎng)組(P<0.05)。高脂組大鼠僅在實驗前兩周的能量攝入明顯高于正常組大鼠(P<0.05)。亮氨酸補充對大鼠能量攝入無明顯影響。從第6周開始,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)。亮氨酸補充對正常大鼠體重無明顯影響。
　　2.與ND組大鼠相比,HFD組大鼠血糖水平無明顯改變,但胰島素水平顯著升高,HOMA指數顯著升高(P<0.05);亮氨酸補充可顯著降低高脂大鼠胰島素水平及HOMA指數,改善胰島素抵抗(P<0.05),但對正常大鼠胰島素敏感性無明顯影響。胰島素耐量實驗結果表明,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的比值各組間無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。HFD組肝臟中MnSOD mRNA的表達水平明顯高于ND組(P<0.05)。HFD+1.5%Leu組MnSOD

6、 mRNA的表達水平明顯低于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基因TFAM和SIRT3顯著降低(P﹤0.05),亮氨

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

8、水平升高(P﹤0.05),而HFD組大鼠肝臟pSer2448mTOR水平無進一步升高。而亮氨酸補充可顯著增強胰島素刺激狀態(tài)下pSer2448mTOR的表達,差異有統(tǒng)計學意義(P﹤0.05)。
　　結論:高脂膳食喂養(yǎng)誘導大鼠發(fā)生胰島素抵抗;亮氨酸補充可改善高脂膳食喂養(yǎng)大鼠胰島素抵抗;膳食補充亮氨酸改善線粒體生成相關基因NRF-1、TFAMPGC-1α、SIRT3及SIRT1的表達,從而增加肝臟線粒體生成,改善機體的胰島素抵抗和氧化應