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当今社会,膳食结构的改变,人口老龄化和慢性病激增的问题突出,探索膳食结构中关键因素有助于预防衰老、代谢性疾病的发生与发展。能量代谢减缓是慢性代谢性疾病与衰老的典型特征。而减少蛋氨酸80%的饮食,即蛋氨酸限制（MR）饮食能够激活物质能量代谢,促进机体多方面的健康益处,甚至延长寿命。而甲状腺作为人体最大的内分泌组织释放甲状腺激素,是能量代谢的重要调节因素之一。MR是否通过甲状腺功能对能量代谢的激活作用,及其如何调节年龄引起的特征都未报道。因此本课题拟揭示MR干预后通过甲状腺功能激活能量代谢的作用,及对蛋白质周转代谢、行为能力和肠道功能的影响,并探究不同能量日粮中老龄鼠的MR有效适宜范围。这将为中老年阶段适宜的蛋氨酸需求量推荐,以及不同饮食习惯中老年阶段可行有效的健康膳食指导提供理论依据。研究MR通过甲状腺功能激活能量代谢的作用及其对蛋白质代谢影响,本实验采用4周龄C57BL/6J小鼠建立高脂诱导肥胖模型。肥胖小鼠经MR干预22周后,血液甲状腺激素T3和T4升高,促甲状腺激素（TSH）降低,甲状腺的分泌合成与氧化还原状态指标得到改善;甲状腺激素通过激活肝脏中甲状腺激素受体α（THRα）和甲状腺激素受体β（THRβ）,1型脱碘酶（DIO1）和2型脱碘酶（DIO2）,促进肝脏线粒体合成基因PGC-1,NRF1和TFAM,提高肝糖原的水平,减少肝脏脂肪滴面积,增强能量吸收与能量消耗,表明MR日粮通过改善甲状腺功能激活了肥胖小鼠的能量代谢。进一步采用L-[15N]-苯丙氨酸为示踪剂一次性大剂量注射稳定性同位素等方法进行研究蛋白质代谢。结果显示MR干预的肥胖小鼠肝脏蛋白质合成速率（FSR）和降解速率（FDR）分别只降低13.5%和16.1%,蛋白质沉积效率（PRE）显著增加;相对全氨基酸日粮,MR干预后蛋白质合成效率增加约83%。合成降解的途径分析结果显示MR降低蛋白质合成m TORC1/S6K1及e IF2B途径的基因表达,但同时显著上调真核翻译起始因子1（4EBP1）、真核细胞翻译起始因子α（e IF2α）和活化转录因子（ΑTF4）;MR降低蛋白质降解途径的泛素蛋白酶体的基因表达,但激活了自噬途径基因表达。另外,MR通过能量代谢激活与内源性H2S产生,改善肥胖小鼠氧化应激,从而调节Xbp-1,Chop,IRE1α和Bip等指标减轻内质网应激,减少无效和错误蛋白产生。结果表明MR通过改善甲状腺功能激活能量代谢,为蛋白质合成的翻译起始因子和活化转录因子的上调和蛋白质合成的效率提供了充足能量,在低蛋氨酸水平下满足机体蛋白质代谢基本需求。研究MR通过甲状腺功能激活中老龄鼠能量代谢的作用,及对行为能力的影响,本实验采用了8月龄C57BL/6J雄性鼠,根据低、中、高脂肪的不同能量水平（CON,MF和HF）结合不同MR水平0%,40%,60%和80%（MR0,MR40,MR60和MR80）分为12组,进行16周干预。研究甲状腺功能、体重、白色脂肪、采食与饮水量、全身产热与自主运动、肝脏的脂肪积累与氧化应激、血液氧化应激与炎症等指标,结果表明MR剂量依赖方式改善不同能量日粮的中老龄鼠的甲状腺功能,激活能量代谢。采用旷场、爬杆、握力、悬尾、高架十字迷宫、新物体识别和水迷宫的试验对中老龄鼠的行为能力包括自主活动、身体平衡、肌肉力量、抗焦虑抑郁、非空间与空间学习记忆进行评估,MR剂量依赖方式提高不同能量日粮的中老龄鼠的行为能力。进一步研究了甲状腺激素促进调节行为能力的作用,结果显示MR提高中老龄鼠海马中甲状腺激素受体THRα、甲状腺激素相关的单羧酸转运蛋白-8（MCT-8）和脱碘酶DIO2、甲状腺激素靶基因神经颗粒素（RC3）和神经调节/生长相关蛋白（Gap-43）,改善海马氧化还原状态,上调受甲状腺激素调节的海马依赖的学习记忆和抗抑郁指标包括5-羟色胺（5-HT）、脑源性神经营养因子（BDNF）、c AMP反应元素结合蛋白（CREB）以及Cα2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（Ca MKII）等的基因表达。表明MR以剂量依赖方式改善甲状腺功能,增强甲状腺激素对海马靶向作用,从而提高不同能量日粮中老龄鼠的行为能力。此外,MR40对中老龄鼠甲状腺功能、能量代谢与行为能力没有调节作用,MR80调节作用显著,而MR60仅在高脂组起到显著性调节作用,发现高的能量水平日粮,促进低水平的蛋氨酸限制对机体的调节作用。研究MR对中老龄鼠肠道粘膜功能与肠道菌群的影响。MR通过增强不同能量日粮中老龄鼠的肠道的甲状腺激素相关受体TRHβ和脱碘酶DIO2,减少促甲状腺激素受体（TSH-R）和促甲状腺激素释放激素受体（TRH-R）,从而促进肠道短链脂肪酸（SCFAs）的产生及减少血清内毒素（LPS）。MR通过SCFAs和LPS的调节促进升高绒毛高度与隐窝深度的比值,跨膜蛋白Claudin-3,Occludin和紧密连接蛋白ZO-1,改善黏膜屏障功能,以及通过LPS/LBP/CD14/TLR4通路减轻全身炎症。16S核糖体RNA基因测序研究MR对中老龄鼠肠道微生物的作用,结果表明无论何种能量日粮,MR增加低、中、高脂肪日粮中老龄鼠的盲肠生物多样性,增加SCFAs产生的菌Bacteroides,Faecalibaculum和Roseburia的丰度,减低产生LPS和促炎的菌Desulfovibrio与Escherichia-Shigella的丰度。结果还观察到,因受衰老的一定程度影响,不同能量水平日粮中,与正常日粮比较,中脂日粮组的大部分指标不显著,高脂日粮组仅部分指标显著。综上所述,本研究发现MR通过改善甲状腺功能激活能量代谢,促进蛋白质代谢效率提高;增强中老龄鼠的行为能力包括自主活动、身体平衡、肌肉力量、抗焦虑抑郁、非空间与空间学习记忆;增强肠道粘膜屏障功能和菌群多样性。同时该研究揭示了低、中脂肪日粮的中老龄鼠可选择MR60-MR80,MR60有一定调节作用但不显著,而MR80的效果显著;高脂日粮的中老龄鼠可选择MR60-MR80,都能显著调节机体作用。因此,选择低蛋氨酸的饮食是中老龄阶段用于改善年龄引起的代谢特征与慢性疾病的有效方式。