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大量研究表明,摄入一定量的1,3甘油二酯可以减轻体重,减少腹部及内脏脂肪,增强脂肪氧化,降低血清甘油三酯水平。1,3甘油二酯由于其特殊的自身结构,几乎不参与机体内甘油三酯的合成而是直接进入门静脉,这在一定程度上抑制了体内脂肪的形成。然而对于甘油二酯食用油是否能够通过代谢调节的方式抑制小鼠脂质分化还鲜有报道。本实验通过多种技术手段对小鼠摄入甘油二酯食用油后的代谢变化进行了分析,实验分为以下四个部分:一、甘油二酯食用油抑制3T3-L1前脂肪细胞脂质积累。实验分为未分化组(UND)、分化组(DIF)和5个浓度的甘油二酯组(DAG)。通过油红O染色、显微观察、异丙醇萃取后紫外分光法定量,确定50 μg/mL DAG组对3T3-L1前脂肪细胞的脂质积累抑制效果最佳,因此后续体外实验DAG组都按此浓度进行。分析甘油二酯食用油抑制3T3-L1前脂肪细胞脂质分化的途径。首先通过细胞活性和凋亡实验,证实了甘油二酯食用油对3T3-L1前脂肪细胞的活性和凋亡没有影响。然后用RT-qPCR和Western Blot对甘油二酯食用油处理的3T3-L1细胞中细胞因子的表达变化进行表征。发现葡萄糖转运蛋白4(GLUT-4)的表达显著降低,脂肪酸合成酶(FAS)表达显著增高,细胞摄入葡萄糖的能力下降,对脂肪酸的利用增强;脂肪分化相关蛋白(Adipophilin)进一步升高,推测可能是由于1,3-甘油二酯使前脂肪细胞分化为白色脂肪细胞后进一步分化产生了米色脂肪细胞。过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ),肉毒碱棕榈酰转移酶1(CPT-1)和类泛素化蛋白酶2(SENP2)的表达均显著增加,解偶联蛋白1(UCP-1)的表达也显著增加。这类变化表明甘油二酯食用油能够促进3T3-L1前脂肪细胞的棕色化。采用1H-NMR进一步研究了甘油二酯食用油对3T3-L1前脂肪细胞代谢变化的影响。通过多元统计分析表明,三组可以实现完全分离。对比两组之间通路的变化,我们发现50 μg/mL甘油二酯食用油能够通过提高各类氨基酸代谢和三羧酸循环水平,促进能量代谢,增加产热,诱导细胞的进一步分化。其中核黄素代谢及泛酸和辅酶A生物合成水平的上升,为β-氧化提供了基础。鞘脂代谢的降低,增加了棕色和米色脂肪细胞的数量,增加了线粒体活性和胰岛素敏感性。类固醇激素生物合成的下降,特别是羟基孕酮的改变,调节了棕色脂肪的生理活性。二、甘油二酯食用油对小鼠脂质分化的影响。4周龄雄性C57BL/6小鼠,自由摄取D12492高脂饲料(脂肪含量占比30%),造模2周,随机分为四组:健康对照组(HC)、肥胖模型组(HFD)、高剂量甘油二酯组(H-DAG)和低剂量甘油二酯组(L-DAG)。实验表明,同HC组对比,HFD组平均体重增加超过11.5%,体内脂肪堆积明显,肝脏肥大偏白,这些特征符合小鼠肥胖模型的标准,表明成功构建了小鼠肥胖模型。与HFD组相比,H-DAG组和L-DAG组的体重、体脂比、肝指数均显著下降(P<0.001),肝脏和内脏脂肪情况得到有效改善,说明H-DAG和L-DAG对高脂饮食诱导的肥胖有良好的改善作用,L-DAG改善作用更好。三、甘油二酯食用油对小鼠肝脏和脂肪组织中细胞因子有明显的调节作用。从肝脏组织的角度分析,DAG抑制了 HFD诱导的Adipophilin、脂肪酸合成酶(FAS)表达升高,上调了 PPARγ的表达、抑制了 C/EBP的表达,同时促进了 UCP-1、CPT-1、SENP2的表达。但在NFIA、SIRT5上H-DAG和L-DAG出现了不同的现象。说明甘油二酯食用油能够改善肥胖引起的肝脏变性,增强肝脏的产热能力。从附睾脂肪组织的角度分析,DAG抑制了 HFD 导致的 FAS 和 SIRT5 升高,提高了 PPARγ、UCP-1、CPT-1、SENP2 的表达。H-DAG和L-DAG在C/EBP、NFIA中表现出不同的趋势。这表明甘油二酯食用油可以抑制小鼠附睾脂肪组织的脂质积累,促进白色脂肪组织向米色脂肪组织的转化。为了进一步探究,甘油二酯食用油对小鼠代谢的影响。采用1H-NMR对小鼠血清进行代谢组学分析。通过对比我们发现,甘油二酯食用油导致的小鼠代谢变化主要涉及氨基酸代谢,胆汁酸合成,脂肪酸的氧化和能量代谢。并通过血清代谢与细胞因子共同作用,促进白色脂肪组织的棕色化,抑制脂质的积累。四、此外,我们还采用16S rDNA扩增子测序技术,对粪便肠道菌群多样性进行研究,探究甘油二酯食用油通过肠道菌群的途径改善小鼠肥胖。结果发现HC组肠道菌群较为稳定,多样性处于平衡的状态,HFD组小鼠肠道菌群丰富度升高,H-DAG组肠道菌群丰富度也较高,L-DAG组肠道菌群丰富度与正常组相近。推测HFD组肠道菌群多样性的升高,一方面是由于高脂饮食过量营养摄入导致的;另一方面也可能是为了抵抗肥胖带来的代谢紊乱,肠道菌群丰度被动增加。同HC组比较,HFD组艾克曼菌属Akkermansia、断链真杆菌属Eubacterium fissicatena、沙氏别样杆菌属Alistipes等菌属增加,拟杆菌属Parabacteroides、拉瓦异普雷沃菌属Alloprevotella、螺杆菌属Helicobacter、理研菌属Rikenellaceae、毛螺旋菌属Lachnospiraceae等丰度显著降低;在H-DAG组中,拟杆菌属Parabacteroides、拉瓦异普雷沃菌属Alloprevotella和毛螺旋菌属Lachnospiraceae的丰度被上调,断链真杆菌属Eubacterium fissicatena明显下降;在L-D AG组中,拟杆菌属Parabacteroides、拉瓦异普雷沃菌属Alloprevotella和毛螺旋菌属Lachnospiraceae丰度进一步恢复,更接近正常水平。本实验结果表明,甘油二酯食用油对高脂饮食诱导的肥胖,有显著改善效果,具体表现在抑制脂肪的产生,增加肝脏及脂肪组织产热,促进白色脂肪组织的棕色化,调节机体代谢。并通过影响肠道菌群的稳态的方式,抵抗肥胖带来的代谢紊乱。