白藜芦醇改善高脂饮食小鼠的糖代谢并棕化腹股沟白色脂肪

周逸亭等

摘 要 目的：观察白藜芦醇治疗对高脂饮食诱导肥胖小鼠的体重，体脂比及血糖代谢的作用，初步探索白藜芦醇对白色脂肪棕化的作用。方法：小鼠高脂饮食（45%热量来自脂肪）8周后随机分为对照组（HFD-Con）和白藜芦醇治疗组（HFD-Res，白藜芦醇400 mg/kg），治疗2周后称重、测定糖耐量和计算体脂比例，实时PCR测定腹股沟皮下白色脂肪组织解耦联蛋白-1（UCP-1）和CIDEA基因表达。结果：与HFD-Con组相比，HFD-Res组体重下降明显，糖耐量改善，脂肪组织/体重比无改变；而腹股沟皮下白色脂肪组织解耦联蛋白-1（UCP-1）和CIDEA基因表达升高。结论：白藜芦醇治疗可降低高脂饮食诱导肥胖小鼠体重和改善糖代谢，同时可能促进腹股沟皮下白色脂肪组织棕化。

关键词 高脂饮食 白色脂肪组织 解耦联蛋白-1 CIDEA 白藜芦醇 糖耐量

中图分类号：R965 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2014）01-0055-04

随着生活质量的改善，肥胖呈逐年上升趋势，而肥胖相关性疾病如2型糖尿病、高血压、心脑血管病、肿瘤等成为全球性负担[1]。肥胖因能量摄入超过消耗于体内积累所致，因此减少能量摄入和/或增加能量消耗为有效治疗办法。近年来临床研究发现成人体内存在棕色脂肪组织[2]。与白色脂肪组织的储存能量作用不同，棕色脂肪组织可通过增加产热而促进能量消耗，且试验显示棕色脂肪组织移植可减少小鼠脂肪组织并且改善糖脂代谢[3]，故如何激活棕色脂肪组织成为肥胖研究领域中的热点[4]。2012年美国哈佛大学Spiegelman教授等[5]的研究首次发现白色脂肪组织中存在一种介于棕色和白色脂肪细胞之间、可被激活而发挥棕色脂肪细胞功效的细胞米色脂肪细胞（brite/beige adipocytes）。激活米色脂肪细胞即棕化白色脂肪组织发挥产热功效将有助于减轻体重。

白藜芦醇（resveratrol）是一种天然多酚类化合物，存在于多种葡萄皮和坚果等天然食物中。现已证实白藜芦醇有抗衰老，心血管保护，抗肿瘤，抗氧化及炎症，并有抵抗高脂饮食诱导肥胖和改善糖脂代谢的作用[6-7]。基础研究显示白藜芦醇是NAD+依赖的脱乙酰酶（SIRT-1）的激动剂，且已有研究表明SIRT-1有诱导皮下脂肪棕化的作用[8]。白藜芦醇可否诱导动物体内皮下脂肪棕化目前尚不明确。本研究旨在观察白藜芦醇治疗对高脂饮食诱导肥胖的小鼠的体重、体脂及血糖代谢的作用及对白色脂肪棕化标志性基因解耦联蛋白-1（uncoupling protein 1，UCP-1）mRNA和CIDEA（cell death-inducing DNA fragmentation factor alpha-like effector A，CIDEA）mRNA的测定，初步探索白藜芦醇对白色脂肪棕化的作用。

1 材料和方法

1.1 动物实验

10只4周龄雄性C57BJ/6小鼠购自复旦大学实验动物科学部。所有动物实验操作及流程都经复旦大学动物实验中心伦理审查通过。在实验过程中，所有小鼠都饲养在12 h黑夜/12 h白天的昼夜循环中，并保持环境温度20～25℃。期间，小鼠自由摄食及饮水。小鼠高脂饮食（购自上海斯莱克实验动物有限公司，45%热量来自脂肪）8周后，随机分为白藜芦醇（购自上海诺特生物科技有限公司）治疗组（HFD-Res）和对照组（HFD-Con）。白藜芦醇悬浮于0.5%羟甲基纤维素溶液中，每日剂量400 mg/kg，灌胃给药，治疗2周。对照组每日予等容积的0.5%羟甲基纤维素溶液灌胃。记录干预前后体重。

1.2 腹腔糖耐量试验（ipGTT）

小鼠空腹6 h后，以1 g/kg的剂量腹腔注射10%葡萄糖溶液，并通过尾尖针刺取血，罗氏ACCU-CHEK Performa血糖仪测定0、10、20、30、45、60、75和90 min血糖。

1.3 动物处理和标本

ipGTT后2 d，小鼠空腹6 h后麻醉，心脏采血分离并留取血清于-80 ℃冰箱保存；取肝脏及肩胛棕色脂肪组织，腹股沟、附睾和肾周白色脂肪组织，称重后部分用4%甲醛固定，部分于液氮冷冻后转移至-80 ℃冰箱保存备用。

1.4 腹股沟白色脂肪组织UCP-1和 CIDEA mRNA表达测定

小鼠腹股沟白色脂肪组织的总RNA用trizol（Invitrogen公司）提取。总RNA（1 ?g）通过逆转录试剂盒（TAKARA，RR047A）逆转录成cDNA。cDNA模板加入20 ?l SYBR Green反应系（TAKARA，RR420A）及特定引物。UCP-1引物序列：上游引物CTGCCAGGACAGTACCCAAG，下游引物TCAGCTGTTCAAAGCACACA。CIDEA序列：上游引物ATCACAACTGGCCTGGTTACG，下游引物TACTACCCGGTGTCCATTTCT。所有引物委托生工生物工程（上海）有限公司合成。以7300型荧光定量PCR仪进行循环扩增并遵循以下步骤：先以95 ℃，30 s预变性，并进行40个循环的扩增反应（95 ℃，5 s；60 ℃，31 s）。取相对定量RQ值，并将对照组（HFD-Con）的mRNA表达水平设为1，进行统计分析。

1.5 统计分析

采用SPSS 19.0软件进行统计分析。数据用均数±标准差表示。组间分析采用独立样本t检验，以P<0.05界定为有统计学差异。

2 结果

2.1 体重及肝脏、脂肪组织重量

干预两周，HFD-Con和HFD-Res组体重均有所下降，但两者有统计学差异（0.37±0.25 g vs 2.97±1.33 g， P<0.05，图1）；同组小鼠治疗前后比较，HFD-Con无差异而HFD-Res组有降低（P<0.05）。两组小鼠的肩胛棕色脂肪组织和腹股沟、附睾、肾周各部位的白色脂肪组织重量、肝脏重量无统计学差异（表1）。

2.2 白藜芦醇对糖代谢的作用

两组小鼠的空腹血糖没有明显差异，而HFD-Res ipGTT的75 min、90 min血糖值低于HFD-Con（P<0.05，图2）。

2.3 小鼠腹股沟白色脂肪中UCP-1，CIDEA mRNA表达

RT-PCR检测小鼠腹股沟白色脂肪组织中UCP-1 mRNA表达结果，HFD-Res的UCP-1、CIDEA表达高于HFD-Con组（P<0.05，图3）。

3 讨论

白藜芦醇作为天然化合物，主要通过激动NAD+依赖的脱乙酰酶（SIRT-1）而发挥作用。目前研究表明白藜芦醇可抑制脂肪前体细胞向白色脂肪分化、抑制白色脂肪细胞的成脂及炎症因子释放和保护肝脏糖代谢平衡等作用[9]。并可能促进肌肉及棕色脂肪组织的线粒体产热功能[10]。本研究对白藜芦醇能否使白色脂肪组织棕化进行初步探索。

研究结果显示对照组在干预2周后，体重不增而是略有下降，但与干预前无统计学差异，可能与每天灌胃操作有关。白藜芦醇治疗组体重下降明显，提示白藜芦醇确实有改善高脂饮食诱导肥胖的作用。既往研究发现白藜芦醇（400 mg/d）治疗C57BL/6小鼠10周，可观察到小鼠体重下降同时体脂率显著下降[9-10]。但本研究中，与对照组相比，白藜芦醇治疗组的体脂比例无明显下降，考虑与本研究干预时间短有一定的关系。

本研究中ipGTT的血糖结果显示白藜芦醇可改善高脂饮食小鼠的糖代谢状况，和其他研究结果一致。

UCP-1是一种线粒体内膜蛋白，能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子浓度差，使利用质子浓度差驱动的氧化磷酸化过程减慢，阻碍三磷酸腺苷（ATP）的正常产生而产热。UCP-1在棕色脂肪组织（BAT）内高表达，是BAT作为产热耗能器官的分子基础。而CIDEA在棕色脂肪组织高水平表达，与UCP-1的作用密切关联，在脂肪组织的能量代谢中起着重要作用。因而UCP-1、CIDEA也成为观察白色脂肪组织”棕化”和米色脂肪细胞“活化”的关键性标志[11]。本研究对白藜芦醇短期治疗对白色脂肪棕化作用进行了初步探索，发现白藜芦醇干预组白色脂肪的UCP-1和CIDEA mRNA表达高于对照组。提示白藜芦醇有助于白色脂肪细胞的棕化，提高能耗改善代谢。

如何从组织组织内细胞形态学、能量代谢测定等进一步探讨白藜芦醇对白色脂肪组织”棕化”和米色脂肪细胞“活化”的作用及其在白藜芦醇改善糖代谢中所起的作用，有待进一步的试验研究。

参考文献

[1] Obesity and overweight[EB/OL]. （2013-03）[2013-11-01]. http：//www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html.

[2] Cypess AM， Lehman S， Williams G， et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans[J]. N Engl J Med， 2009， 360（15）： 1509-1517.

[3] Liu X， Zheng Z， Zhu X， et al. Brown adipose tissue transplantation improves whole-body energy metabolism[J]. Cell Res， 2013， 23（6）： 851-854.

[4] Cypess AM， Kahn CR. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes[J]. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes， 2010， 17（2）： 143-149.

[5] Wu J， Bostr?m P， Sparks LM， et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human[J]. Cell， 2012， 150（2）： 366-376.

[6] 李洁， 熊兴耀， 曾建国， 等. 白藜芦醇的研究进展[J]. 中国现代中药， 2013， 15（2）： 100-108.

[7] 沈利兰， 王晓敏， 何柏林. 白藜芦醇对糖尿病作用的实验研究进展[J]. 中国中西医结合杂志， 2013， 33（2）： 279-281.

[8] Qiang L， Wang L， Kon N， et al. Brown remodeling of white adipose tissue by SirT1-dependent deacetylation of Pparγ[J]. Cell， 2012， 150（3）： 620-632.

[9] Kim S， Jin Y， Choi Y， et al. Resveratrol exerts anti-obesity effects via mechanisms involving down-regulation of adipogenic and inflammatory processes in mice[J]. Biochem Pharmacol， 2011， 81（11）： 1343-1351.

[10] Lagouge M， Argmann C， Gerhart-Hines Z， et al. Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha[J]. Cell， 2006， 127（6）： 1109-1122.

[11] Virtue S， Vidal-Puig A. Assessment of brown adipose tissue function[J]. Front Physiol， 2013， 4： 128.

（收稿日期：2013-11-04）

2.2 白藜芦醇对糖代谢的作用

两组小鼠的空腹血糖没有明显差异，而HFD-Res ipGTT的75 min、90 min血糖值低于HFD-Con（P<0.05，图2）。

2.3 小鼠腹股沟白色脂肪中UCP-1，CIDEA mRNA表达

RT-PCR检测小鼠腹股沟白色脂肪组织中UCP-1 mRNA表达结果，HFD-Res的UCP-1、CIDEA表达高于HFD-Con组（P<0.05，图3）。

3 讨论

白藜芦醇作为天然化合物，主要通过激动NAD+依赖的脱乙酰酶（SIRT-1）而发挥作用。目前研究表明白藜芦醇可抑制脂肪前体细胞向白色脂肪分化、抑制白色脂肪细胞的成脂及炎症因子释放和保护肝脏糖代谢平衡等作用[9]。并可能促进肌肉及棕色脂肪组织的线粒体产热功能[10]。本研究对白藜芦醇能否使白色脂肪组织棕化进行初步探索。

研究结果显示对照组在干预2周后，体重不增而是略有下降，但与干预前无统计学差异，可能与每天灌胃操作有关。白藜芦醇治疗组体重下降明显，提示白藜芦醇确实有改善高脂饮食诱导肥胖的作用。既往研究发现白藜芦醇（400 mg/d）治疗C57BL/6小鼠10周，可观察到小鼠体重下降同时体脂率显著下降[9-10]。但本研究中，与对照组相比，白藜芦醇治疗组的体脂比例无明显下降，考虑与本研究干预时间短有一定的关系。

本研究中ipGTT的血糖结果显示白藜芦醇可改善高脂饮食小鼠的糖代谢状况，和其他研究结果一致。

UCP-1是一种线粒体内膜蛋白，能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子浓度差，使利用质子浓度差驱动的氧化磷酸化过程减慢，阻碍三磷酸腺苷（ATP）的正常产生而产热。UCP-1在棕色脂肪组织（BAT）内高表达，是BAT作为产热耗能器官的分子基础。而CIDEA在棕色脂肪组织高水平表达，与UCP-1的作用密切关联，在脂肪组织的能量代谢中起着重要作用。因而UCP-1、CIDEA也成为观察白色脂肪组织”棕化”和米色脂肪细胞“活化”的关键性标志[11]。本研究对白藜芦醇短期治疗对白色脂肪棕化作用进行了初步探索，发现白藜芦醇干预组白色脂肪的UCP-1和CIDEA mRNA表达高于对照组。提示白藜芦醇有助于白色脂肪细胞的棕化，提高能耗改善代谢。

如何从组织组织内细胞形态学、能量代谢测定等进一步探讨白藜芦醇对白色脂肪组织”棕化”和米色脂肪细胞“活化”的作用及其在白藜芦醇改善糖代谢中所起的作用，有待进一步的试验研究。

参考文献

[1] Obesity and overweight[EB/OL]. （2013-03）[2013-11-01]. http：//www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html.

[2] Cypess AM， Lehman S， Williams G， et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans[J]. N Engl J Med， 2009， 360（15）： 1509-1517.

[3] Liu X， Zheng Z， Zhu X， et al. Brown adipose tissue transplantation improves whole-body energy metabolism[J]. Cell Res， 2013， 23（6）： 851-854.

[4] Cypess AM， Kahn CR. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes[J]. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes， 2010， 17（2）： 143-149.

[5] Wu J， Bostr?m P， Sparks LM， et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human[J]. Cell， 2012， 150（2）： 366-376.

[6] 李洁， 熊兴耀， 曾建国， 等. 白藜芦醇的研究进展[J]. 中国现代中药， 2013， 15（2）： 100-108.

[7] 沈利兰， 王晓敏， 何柏林. 白藜芦醇对糖尿病作用的实验研究进展[J]. 中国中西医结合杂志， 2013， 33（2）： 279-281.

[8] Qiang L， Wang L， Kon N， et al. Brown remodeling of white adipose tissue by SirT1-dependent deacetylation of Pparγ[J]. Cell， 2012， 150（3）： 620-632.

[9] Kim S， Jin Y， Choi Y， et al. Resveratrol exerts anti-obesity effects via mechanisms involving down-regulation of adipogenic and inflammatory processes in mice[J]. Biochem Pharmacol， 2011， 81（11）： 1343-1351.

[10] Lagouge M， Argmann C， Gerhart-Hines Z， et al. Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha[J]. Cell， 2006， 127（6）： 1109-1122.

[11] Virtue S， Vidal-Puig A. Assessment of brown adipose tissue function[J]. Front Physiol， 2013， 4： 128.

（收稿日期：2013-11-04）

2.2 白藜芦醇对糖代谢的作用

两组小鼠的空腹血糖没有明显差异，而HFD-Res ipGTT的75 min、90 min血糖值低于HFD-Con（P<0.05，图2）。

2.3 小鼠腹股沟白色脂肪中UCP-1，CIDEA mRNA表达

RT-PCR检测小鼠腹股沟白色脂肪组织中UCP-1 mRNA表达结果，HFD-Res的UCP-1、CIDEA表达高于HFD-Con组（P<0.05，图3）。

3 讨论

白藜芦醇作为天然化合物，主要通过激动NAD+依赖的脱乙酰酶（SIRT-1）而发挥作用。目前研究表明白藜芦醇可抑制脂肪前体细胞向白色脂肪分化、抑制白色脂肪细胞的成脂及炎症因子释放和保护肝脏糖代谢平衡等作用[9]。并可能促进肌肉及棕色脂肪组织的线粒体产热功能[10]。本研究对白藜芦醇能否使白色脂肪组织棕化进行初步探索。

研究结果显示对照组在干预2周后，体重不增而是略有下降，但与干预前无统计学差异，可能与每天灌胃操作有关。白藜芦醇治疗组体重下降明显，提示白藜芦醇确实有改善高脂饮食诱导肥胖的作用。既往研究发现白藜芦醇（400 mg/d）治疗C57BL/6小鼠10周，可观察到小鼠体重下降同时体脂率显著下降[9-10]。但本研究中，与对照组相比，白藜芦醇治疗组的体脂比例无明显下降，考虑与本研究干预时间短有一定的关系。

本研究中ipGTT的血糖结果显示白藜芦醇可改善高脂饮食小鼠的糖代谢状况，和其他研究结果一致。

UCP-1是一种线粒体内膜蛋白，能消除线粒体内膜两侧的跨膜质子浓度差，使利用质子浓度差驱动的氧化磷酸化过程减慢，阻碍三磷酸腺苷（ATP）的正常产生而产热。UCP-1在棕色脂肪组织（BAT）内高表达，是BAT作为产热耗能器官的分子基础。而CIDEA在棕色脂肪组织高水平表达，与UCP-1的作用密切关联，在脂肪组织的能量代谢中起着重要作用。因而UCP-1、CIDEA也成为观察白色脂肪组织”棕化”和米色脂肪细胞“活化”的关键性标志[11]。本研究对白藜芦醇短期治疗对白色脂肪棕化作用进行了初步探索，发现白藜芦醇干预组白色脂肪的UCP-1和CIDEA mRNA表达高于对照组。提示白藜芦醇有助于白色脂肪细胞的棕化，提高能耗改善代谢。

如何从组织组织内细胞形态学、能量代谢测定等进一步探讨白藜芦醇对白色脂肪组织”棕化”和米色脂肪细胞“活化”的作用及其在白藜芦醇改善糖代谢中所起的作用，有待进一步的试验研究。

参考文献

[1] Obesity and overweight[EB/OL]. （2013-03）[2013-11-01]. http：//www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/index.html.

[2] Cypess AM， Lehman S， Williams G， et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans[J]. N Engl J Med， 2009， 360（15）： 1509-1517.

[3] Liu X， Zheng Z， Zhu X， et al. Brown adipose tissue transplantation improves whole-body energy metabolism[J]. Cell Res， 2013， 23（6）： 851-854.

[4] Cypess AM， Kahn CR. Brown fat as a therapy for obesity and diabetes[J]. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes， 2010， 17（2）： 143-149.

[5] Wu J， Bostr?m P， Sparks LM， et al. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human[J]. Cell， 2012， 150（2）： 366-376.

[6] 李洁， 熊兴耀， 曾建国， 等. 白藜芦醇的研究进展[J]. 中国现代中药， 2013， 15（2）： 100-108.

[7] 沈利兰， 王晓敏， 何柏林. 白藜芦醇对糖尿病作用的实验研究进展[J]. 中国中西医结合杂志， 2013， 33（2）： 279-281.

[8] Qiang L， Wang L， Kon N， et al. Brown remodeling of white adipose tissue by SirT1-dependent deacetylation of Pparγ[J]. Cell， 2012， 150（3）： 620-632.

[9] Kim S， Jin Y， Choi Y， et al. Resveratrol exerts anti-obesity effects via mechanisms involving down-regulation of adipogenic and inflammatory processes in mice[J]. Biochem Pharmacol， 2011， 81（11）： 1343-1351.

[10] Lagouge M， Argmann C， Gerhart-Hines Z， et al. Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1alpha[J]. Cell， 2006， 127（6）： 1109-1122.

[11] Virtue S， Vidal-Puig A. Assessment of brown adipose tissue function[J]. Front Physiol， 2013， 4： 128.

（收稿日期：2013-11-04）