黄芩根提取物促进大鼠脂质代谢机制研究

张前熙，王 超，严鸿林，肖 熠

（1.四川卫生康复职业学院，四川自贡 643000；2.四川农业大学动物营养研究所，四川成都 611130；3.西南科技大学，四川绵阳 621010）

脂质是机体能量储存和供应的重要载体，也是生物膜的重要组成部分，一旦出现脂肪代谢异常，会引发多种疾病。在畜牧生产中，骨骼肌脂质代谢与动物健康、生产性能和产品品质密切相关，研究脂肪代谢具有重要意义。黄芩（ScutellariaL.）是多年生唇形科草本植物黄芩根茎提取干燥得到的淡黄色粉末，其根部富含黄芩素等多种有益成分，主要成分包括黄酮类化合物、氨基酸、微量元素等（马垚嘉等，2023）。这些化合物具有抗氧化、抗菌、消炎及免疫调节作用（杨婧兴等，2022）。目前，黄芩针对肥胖的治疗效果尚不完全明确，前者在脂质代谢中的功能还有待揭示。已有证据表明，作为和脂质代谢关系最密切的信号通路之一，腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号通路可能受黄酮类化合物激活，暗示其可能是黄芩根提取物在脂质代谢中的作用机制之一（Foretz等，2018）。脂联素（adiponectin，APN）在AMPK的激活中具有重要角色，前者是AMPK 的上游分子，其作用机制是激活AMPK-PPARγ 轴，促进脂肪酸氧化和葡萄糖转运（Joachim 和Kumar，2010）。因此，本研究首先验证黄芩根提取物处理对肥胖大鼠的作用，进而从APN-AMPK-PPARγ轴入手，探讨其可能的作用机制。

1 材料和方法

1.1 试验设计 试验选用24 只6 周龄SPF 雄性SD 大鼠[ 成都达硕实验动物有限公司，生产许可证号SCXK（川）2020-030]，初始体重（200±10）g。全期自由采食和饮水，垫料为消毒玉米芯。预饲期饲喂普通饲料，试验开始前根据体重相近原则随机分为4 组：对照组（CTL）饲喂普通饲料，高脂组（F-CTL）饲喂高脂饲料（基础饲料78.39%+ 胆固醇10%+ 猪油10%+ 蛋黄粉10%+丙硫氧嘧啶0.61%）。黄芩提取物处理组（TRT）和高脂处理组（F-TRT）分别在CTL 和F-CTL 组基础上每天用10 g/kg 黄芩根提取物悬液灌胃。同时，CTL 和F-CTL 组用等量生理盐水灌胃。灌胃1 mL/ 次，3 次/d。试验为期10 周。

1.2 试验方法

1.2.1 样品采集和检测 每周对大鼠进行称重；每两周用鼠尾静脉无创检测仪（PowerLab，NIBP System）测量大鼠尾静脉血压，并对大鼠进行下颌穿刺采血，采用血清中的酶联免疫吸附实验（ELISA）检测血清中血糖和胰岛素水平，抗体购于某公司。试验结束后称重、采血，之后用CO2处死大鼠，采集背阔肌（Latissimus dorsi）、腓肠肌（gastrocnemius muscle），测量脂联素、PPARγ、AMPK 水平和mRNA 表达量，同时采用索氏脂肪提取器对大鼠全身脂肪进行提取，计算体脂率。制备血清，采用全自动生化分析仪检测三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和游离脂肪酸水平。

1.2.2 药材与主要试剂 黄芩提取物（黄芩苷含量85%），西安通江生物科技公司；PCR 引物（表1，Invitrogen）、Real-time PCR 试剂盒（TransGen Biotec，中国，AQ131-01）、TRIZOL（TransGen Biotec，中国，AQ131-01）、RNA 溶解液（TransGen Biotec，中国，H10323）、Elisa 和Western blot 抗体（Invitrogen）、PMSF（上海碧云天，ST505）、Tris-base（Biosharp，BS083）、SDS（Biosharp，BS088）、蛋白marker（Tanon，180-6003）、PVDF膜（0.45μm）（Millipore，IPVH00010）。

表1 RT-PCR 方法检测PPARγ、APN、AMPK mRNA 表达

1.2.3 主要仪器 全自动生化分析仪检测（日立，7600）、实时荧光定量PCR 仪（ABI 7500）、电泳仪（Tanon，EPS300）、酶 标 仪（Thermo，muLISKA NMK3）、4℃离心机（Eppendorf，Centrifuge 5415R）。

1.3 数据统计与分析 所有数据采用Excel 2019和Graphpad 8.0 软件进行整理，采用单因素方差分析和相关性分析，数据图误差线表示SD 值。

2 结果

2.1 大鼠体重和生理生化指标变化情况 由图1A 可知，高脂日粮组（F-CTL、F-TRT）大鼠增重明显高于普通日粮组（CTL、TRT），表明肥胖模型诱导成功。对于普通日粮组，黄芩提取物处理并不会影响大鼠体重。但在高脂日粮诱导的肥胖情况下，黄芩提取物可显著降低大鼠体重（W8-W10）。相似的，如图1B-D 所示，黄芩提取物可缓解由高脂日粮诱导的血压、血糖和胰岛素升高。

图1 大鼠体重、血压、血糖以及胰岛素水平变化

2.2 大鼠体脂及脂肪代谢相关指标变化情况采食普通日粮情况下，黄芩提取物处理组对大鼠脂肪沉积，血清三酰甘油、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、游离脂肪酸等脂质代谢指标均无显著影响。但在肥胖模型下，如图2A-B 所示，黄芩提取物组可显著降低大鼠体脂率、背阔肌肌肉脂肪占比，对大鼠腓肠肌肌内脂肪沉积无影响（数据未展示）。同时，在肥胖模型下，黄芩提取物可显著降低大鼠血清三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇和游离脂肪酸水平（表2）。

图2 大鼠体脂率、骨骼肌脂肪含量、脂联素、AMPK 和PPARγ 水平及表达

表2 大鼠脂质代谢相关指标比较

2.3 大鼠骨骼肌脂肪沉积关键蛋白水平比较采食高脂日粮条件下，黄芩提取物处理能显著提高大鼠背阔肌中脂联素水平（图2C）及其mRNA表达水平（图2D）。此外，黄芩提取物组显著提升肥胖大鼠背阔肌中AMPK 和PPARγ 和mRNA表达水平，而采食普通日粮的大鼠骨骼肌脂联素、PPARγ 和AMPK 表达水平不受黄芩提取物影响（图2E-F）。同样，Western blot 检测结果同样表明黄芩提取物可提升肥胖大鼠脂联素、PPARγ和磷酸化AMPK 蛋白在骨骼肌中的含量（图2G）。

3 讨论及结论

本研究揭示了黄芩根提取物可有效降低高脂日粮诱导的肥胖，有效降低肥胖型高血压大鼠血脂和低密度脂蛋白胆固醇，并伴随大鼠脂肪组织中PPARγ、APN、AMPK 信号通路的激活。已有研究表明，PPARγ-AMPK 信号通路在脂肪代谢中发挥关键作用（Sankaran 等，2019）。PPARγ信号通路通过调节脂肪细胞的分化和代谢影响脂肪的积累和分解。PPARγ 激活可以促进脂肪细胞分化和脂肪酸合成，从而增加脂肪积累。反之，PPARγ 抑制剂可负调控这一过程，从而减少脂肪积累（Anavi 等，2012）。此外，PPARγ 激活还可抑制脂肪细胞的脂肪酸氧化和脂肪酸分解（Brown 等，2013）。结合本研究结果，黄芩根提取物可能通过激活AMPK 信号通路进而抑制PPARγ，减缓脂肪合成途径，促进脂肪细胞的分解和代谢，这可能是黄芩根提取物降低肥胖大鼠体重的主要作用机制。

APN 由脂肪组织分泌，是唯一与肥胖呈负相关的细胞，其可对机体的糖脂代谢产生一定的影响（Aye 等，2013）。其可与相应受体进行特异性结合，进而对下游MAPK 信号通路产生一定的激活作用（Aye 等，2013）。如热量变化能激活脂肪细胞分泌APN，从而激活下游通路参与脂质代谢调控（Shinmura 等，2008）。APN 在机体糖代谢中发挥着重要作用，在维持能量平衡的同时还可以提升细胞抗氧化能力，增加胰岛素敏感性，调节炎性反应和肾脏疾病等，与肥胖、高血压、糖尿病等具有十分密切的关系（Aye 等，2013）。另一方面，APN 表达量在肥胖个体中显著降低（Tu 等，2013），表明脂联素与肥胖密切相关。目前已经证实，脂联素参与调节脂肪代谢和胰岛素敏感性，是一种胰岛素增敏激素，对胰岛素抵抗具有改善作用（Hotta 等，2001）。鉴于AMPK 途径是促进胰岛素敏感性的重要通路，可以推测黄芩根提取物通过APN-AMPK-PPARγ 轴调节胰岛素敏感性，从而参与脂质代谢调节。此外，本研究显示，黄芩根提取物降低了血液胰岛素含量，但目前并不明确这一变化是脂肪分解代谢的原因还是结果，尚需进一步的研究来证实胰岛素在黄芩根提取物-APN-AMPK-PPARγ 调节轴介导下脂质代谢中的作用机制。综上所述，黄芩根提取物可通过激活APN-AMPK-PPARγ 信号通路，在脂肪分解代谢中起重要作用，从而降低肥胖及血压。