【摘 要】
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胆固醇代谢异常是诱发动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的重要危险因素,AS引发的心血管疾病给社会和个人造成巨大经济和疾病负担,但当前的防治效果有限。乳铁蛋白(lactoferrin,LF)是一种从牛乳或人乳中分离出来的多功能糖蛋白,近年来也发现了 LF对脂质代谢的调节作用。机体胆固醇稳态受到胆固醇和胆汁酸代谢的双重调控,但是LF的相关研究有限且结果不一致。目的:本研究探讨LF对高
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胆固醇代谢异常是诱发动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的重要危险因素,AS引发的心血管疾病给社会和个人造成巨大经济和疾病负担,但当前的防治效果有限。乳铁蛋白(lactoferrin,LF)是一种从牛乳或人乳中分离出来的多功能糖蛋白,近年来也发现了 LF对脂质代谢的调节作用。机体胆固醇稳态受到胆固醇和胆汁酸代谢的双重调控,但是LF的相关研究有限且结果不一致。目的:本研究探讨LF对高脂高胆固醇饮食诱导小鼠的胆固醇代谢异常以及AS的干预作用,从胆固醇和胆汁酸代谢的角度探究可能的作用机制,并尝试确定最佳剂量。方法:实验一:48只6-8周龄雄性ApoE-/-小鼠,适应性喂养1周后,随机分为4组:高脂高胆固醇饮食(HFCD)组、低LF(LLF)组、中LF(MLF)组和高LF(HLF)组,均喂食高脂高胆固醇饲料。LF采用饮水干预,低、中、高三组分别配制2mg/mL、10mg/mL和20mg/mL的LF水溶液,干预12周。检测血清和肝脏中糖脂代谢相关指标。酶法测定粪便总胆固醇水平。全主动脉和主动脉窦油红O染色观察粥样斑块病变。Western Blot法检测胆固醇合成、吸收和外排相关蛋白的表达。实验二:36只6-8周龄雄性C57BL/6J小鼠,适应性喂养1周后,随机分为3组:普通饮食对照组(Control)组、高脂高胆固醇饮食(HFCD)组和LF组。对照组喂食普通饲料,其余两组喂食含胆盐的高脂高胆固醇饲料。LF采用饮水干预,选用实验一中得到的最佳剂量,即配制10mg/mLLF水溶液,干预8周。测定血清和肝脏中糖脂代谢相关指标。采用高效液相色谱-质谱法测定粪便胆汁酸组成。qPCR法检测肝脏和小肠中胆汁酸合成和调控相关基因的表达。结果:实验一:LF对高脂高胆固醇饮食小鼠胆固醇代谢和AS的影响及机制1.血清和肝脏中糖脂代谢水平:与HFCD组相比,MLF组和HLF组小鼠血清TC和LDL-c水平显著下降(P<0.05);空腹血糖和糖耐量无显著性变化(P>0.05);MLF组小鼠肝脏TC、FC、CE和TG水平均显著下降(P<0.05),HLF组小鼠肝脏仅TC和TG水平显著降低(P<0.05)。2.小鼠摄食、粪便排泄和粪便胆固醇水平:与HFCD组相比,仅HLF组小鼠摄食量显著下降(P<0.05);粪便排泄量四组间无显著性差异(P>0.05);与HFCD组相比,仅MLF组小鼠粪便胆固醇水平升高(P<0.05)。3.AS斑块生成情况:与HFCD组相比,MLF组小鼠全主动脉AS斑块面积显著减少(P<0.05),但四组间主动脉窦病变面积无显著性差异(P>0.05)。4.胆固醇合成、吸收和排泄相关蛋白表达水平:与HFCD组相比,小肠NPC1L1的蛋白表达在三个LF干预组中均显著下降(P<0.05),但是三组间无显著性差异(P>0.05);MLF组小鼠小肠LXRα和ABCG5蛋白表达显著增加(P<0.05);LF对肝脏胆固醇合成和排泄相关蛋白的表达无显著性差异(P>0.05)。实验二:LF对高脂高胆固醇饮食小鼠胆汁酸代谢的影响及机制1.血清和肝脏中糖脂代谢水平:与HFCD组相比,LF组小鼠血清HDL-c显著升高(P<0.05);LF显著改善小鼠空腹血糖和糖耐量(P<0.05);LF组小鼠肝脏TC水平显著下降(P<0.05),但TG水平无显著性改变(P>0.05)。2.小鼠摄食、粪便排泄和粪便胆汁酸水平:与HFCD组相比,LF组小鼠摄食量无显著性变化(P>0.05);LF显著增加粪便排泄量、粪便胆汁酸含量以及每日粪便胆汁酸总排泄量(P<0.05)。3.粪便胆汁酸组成变化:与HFCD组相比,LF组小鼠粪便胆汁酸组成显著改变,表现为结合型胆汁酸水平显著升高(P<0.05),尤其是牛磺酸结合型α鼠胆酸(tauro-α-muricholic acid,T-α-MCA)和牛磺酸结合型β鼠胆酸(tauro-β-muricholic acid,T-β-MCA)。结合型胆汁酸和游离型胆汁酸的比值也显著上升(P<0.05)。4.胆汁酸合成和调节相关基因的表达情况:与HFCD组相比,LF显著上调肝脏CYP8B1和BAAT基因的表达(P<0.05),显著下调肝脏FGFR4、小肠FXR和FGF15基因的表达(P<0.05)。结论:1.LF通过抑制小肠胆固醇吸收,增加粪便胆固醇排泄,调节机体胆固醇代谢,从而减轻高脂高胆固醇饮食诱导的ApoE-/-小鼠的血清胆固醇代谢异常和肝脏胆固醇的过度累积、缓解AS病变。其中10mg/mLLF干预效果最佳。2.LF通过升高结合型胆汁酸水平(尤其是T-α-MCA和T-β-MCA),抑制小肠FXR介导的肠肝轴调节通路,促进胆汁酸合成酶的基因表达,增加胆汁酸合成和排泄,调节机体胆汁酸代谢,从而减少肝脏中胆固醇的过度累积。
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