糖脂联合诱导HepG2细胞代谢紊乱模型的建立及应用

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ching19846
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随着人们饮食结构改变和体力劳动减少,患有代谢综合征的人群日益增加。饮食中很重要的一个变化,就是食品中蔗糖和高果糖浆的普遍应用。这些甜味剂添加使得日常果糖摄入持续增加。流行病学和生化研究表明,高果糖饮食是代谢综合征发生发展的一个重要诱因。果糖主要在肝脏代谢,干扰葡萄糖的代谢和吸收,产生能显著促进脂质从头合成和甘油三酯(TG)形成的代谢产物。这些变化在人体和动物试验中被认为是高果糖引起胰岛素抵抗(IR)的诱因。本论文通过研究果糖对HepG2细胞糖脂代谢的影响,建立果糖-葡萄糖联合脂肪酸诱导的细胞模型,研究成模机理,并应用该模型评价功能成分的干预效果。最后初步研究了果糖对脂肪肝细胞模型的影响。首先,在两种葡萄糖浓度下改变果糖的浓度,并和单纯葡萄糖和果糖进行比较;其次,再添加脂肪酸进行比较。脂肪酸为油酸(OA)和棕榈酸(PA)摩尔比为2:1的混合物(OPA)。通过试剂盒检测细胞上清TG和果糖胺、胞内TG和总胆固醇(TC)、胞内外丙二醛(MDA),以及胰岛素刺激下的葡萄糖吸收、胞内糖原;通过荧光染色法测定胞内活性氧自由基(ROS)水平;利用流式细胞仪检测细胞周期变化;采用气相色谱法测定胞内外脂肪酸构成,气质联用法测定胞内外乙二醛、甲基乙二醛、甘油醛;利用高效液相色谱法测定胞内尿酸;采用酶联免疫法测定细胞上清中的载脂蛋白B、C-反应蛋白、肿瘤坏死因子α和白介素-6分泌水平;通过实时荧光定量法测定脂质形成以及氧化代谢相关基因表达。通过上述指标反映果糖对细胞的影响,确定细胞模型造模条件。利用建立的代谢紊乱细胞模型,评价药物、谷维素以及多酚类化合物的干预效果。最后,采用葡萄糖和OPA建立脂肪肝细胞模型,初步评估果糖对脂肪肝细胞的影响。本研究首次发现果糖和葡萄糖与OPA可以联合诱导糖脂紊乱:(1)果糖协同葡萄糖升高细胞ROS水平,上清TG、MDA、果糖胺和脂肪酸水平。在OPA存在时,上清TG升高更明显,且果糖-葡萄糖协同增加胞内TG和TC,引起IR。(2)PA协同果糖-葡萄糖引起IR、升高胞内ROS和上清TG水平,而OA引起胞内TG增加。(3)选择10 mM葡萄糖加15 mM果糖造模时,细胞周期未见异常。(4)模型细胞代谢产物和炎症因子水平未显著提高。果糖升高细胞ROS可能和PA以及棕榈油酸含量升高有关。(5)果糖未提高载脂蛋白B水平和MTTP基因表达。(6)果糖在转录水平提高C/EBPα表达,在OPA存在时,果糖上调HMGCR基因表达。采用本研究建立的代谢紊乱细胞模型评价二甲双胍、洛伐他汀、氨基胍、谷维素以及多酚类化合物。结果显示谷维素、黄酮类、黄酮醇类、黄烷酮类、异黄酮类和酚酸类化合物中,大部分在改善HepG2细胞代谢紊乱中有积极作用。选择作用效果全面的芦丁、山奈酚、染料木素、原儿茶酸、谷维素和锦葵色素-3-葡萄糖苷对细胞内相关基因的调控进行检测,发现效果较为突出的是锦葵色素-3-葡萄糖苷、芦丁和谷维素。果糖对脂肪肝细胞模型有一定影响:含有果糖的处理液均能提高脂肪肝细胞模型胞内TG的水平,并且具有炎症的脂肪肝细胞的累积程度要高于简单脂肪变性细胞。此外,高浓度果糖会显著提高脂肪肝细胞的ROS水平。
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