热量限制减轻小鼠肝脏氧化应激损伤及其与白脂素的关系

吉晔楠，王文丽，孙思雨，韩梦转，贺忠梅

(山西医科大学 基础医学院 生理学系 细胞生理学教育部重点实验室， 山西 太原 030001)

热量限制(caloric restriction, CR)是在保证机体功能的前提下，限制每日总热量摄入的一种措施。CR可延缓老龄相关疾病的发生发展，而自由基引起的氧化应激损伤是这些疾病的主要发病机制[1]，但CR的保护作用与调控氧化应激的关系尚未阐明。2016年发现一种新型白色脂肪肽-白脂素(asprosin)，它的主要靶器官为肝脏，具有促进肝糖原分解和升高血糖的作用[2]。推测CR可调控肝脏的氧化应激状态，这种作用可能与调控白脂素的分泌量有关。本研究探讨CR与白脂素的关系。

1 材料与方法

1.1 材料：SPF级C57雄性小鼠20只(8月龄，体质量25～30 g) [许可证号：SCXK(京)2016-0002]。试剂盒：白脂素(asprosin, 武汉贝茵莱生物科技有限公司)；r-谷氨酰转移酶(r-GGT, 南京建成生物工程研究所)，超氧化物岐化酶(SOD)活性与丙二醛(MDA)含量(碧云天生物技术)。

1.2 方法

1.2.1 动物的分组及处理:将小鼠分为正常饮食组(Ad libi-tum, AL,n=10)和热量限制组(caloric restriction, CR,n=10)，适应性喂养一周后减少喂食量10%，至小鼠体质量下降20%时维持不变。

1.2.2 观察指标:记录小鼠一般状况和每周体质量变化，8周后测定血糖值和肝质量，收集外周血清。

1.2.3 血清白脂素含量、肝脏γ-谷氨酰转肽酶活性(r-GGT)、SOD活性和丙二醛(MDA)含量的检测均按说明书操作。

2 结果

2.1 热量限制明显减轻小鼠的体质量与肝质量:与AL组相比，CR组小鼠毛发较为光亮，形体纤瘦(图1A)。8周内AL组的体质量趋于平稳，而CR组则逐渐减轻(图1B)，到实验终点，CR组的体质量明显低于AL组 (P<0.001)，并且肝脏质量明显减轻 (P<0.01) (表1)。

A.the mice image after 8 weeks of CR; B.body mass curves of AL and CR group(n=10)图1 小鼠图片与体质量变化曲线Fig 1 Picture and body mass curves of mice(n=10)

表1 CR 8周后两组体质量与肝质量比较

2.2 热量限制对小鼠肝脏氧化应激水平的影响:与AL组相比，CR组的SOD活性增加了45% (P<0.01)，MDA含量下降50% (P<0.01)；CR组较AL组的肝脏r-GGT活性下降了25% (P<0.01) (表2)。

表2 两组肝脏组织SOD活性、MDA含量及r-GGT活性比较

2.3 热量限制明显降低血清白脂素与血糖水平:CR组的白脂素水平较AL组降低了10% (P<0.05), CR组的血糖水平也明显低于AL组(P<0.01) (表3)。

表3 两组血清白脂素与血糖检测结果

3 讨论

鉴于与能量过剩相关的疾病多发于中老年个体，故本实验选用8月龄小鼠建立CR模型，探究CR对肝脏氧化应激水平的影响及可能机制。氧化应激损伤是脂肪性肝病、病毒性肝炎和肝脏纤维化等多种肝病的共同发病机制，而过量的氧自由基(reactive oxygen species, ROS)产生是氧化应激损伤的主要来源[3]。本研究发现CR后肝脏的氧化应激指标(SOD与MDA)明显改善，肝脏损伤减轻，表明CR可调节肝脏的氧化应激状态。

白脂素是一种新发现的白色脂肪肽，主要由白色脂肪细胞分泌，其作用于肝脏后具有升高血糖的效应[2]。有报道白脂素可影响下丘脑AgRP神经元的活动，激发食欲；在注入白脂素抗体后，小鼠的食欲和体质量均降低，同时血糖水平得以恢复[4]。此外，有氧训练亦可调节白脂素含量，具有降低体质量和血糖的效应[5]。本实验发现CR可有效降低白脂素含量，提示这种作用可能是CR对机体保护的一种机制。

本研究发现小鼠CR后肝脏SOD活性明显增加，而氧化标志物MDA含量降低，同时肝脏损伤指标r-GGT活性降低；此外，CR可降低血清白脂素含量与血糖水平，表明CR对肝脏的保护作用可能与下调白脂素含量有关。