免费文献传递   相关文献

脂肪酸合成酶抑制剂胖大海提取物对营养性肥胖大鼠的减肥作用



全 文 :2011 年 8 月
第 32 卷 第 4 期
首 都 医 科 大 学 学 报
Journal of Capital Medical University
Aug. 2011
Vol. 32 No. 4
[doi:10. 3969 / j. issn. 1006-7795. 2011. 04. 020] ·基础研究·
脂肪酸合成酶抑制剂胖大海提取物对营养性肥胖大鼠的
减肥作用
高丽芳 曹丽歌 田 蜜 郜 文 陈振良*
(首都医科大学食品药品安全评价中心,北京 100069)
【摘要】 目的 研究胖大海提取物对营养性肥胖大鼠的减肥作用。方法 利用高脂营养饲料制备大鼠肥胖模型,观察胖大海
提取物 10、30 和 100 mg /kg 3 个不同剂量对肥胖大鼠的减肥效果及对肝脏脂肪酸合成酶的影响。于实验结束时测定体质量、机
体脂肪、食物消耗量、血清生物化学指标及肝脏脂肪酸合成酶活性指标,实验持续 45 d。结果 胖大海提取物 100 mg /kg组大鼠
体脂显著低于模型对照组(P < 0. 05) ;实验期间各剂量组大鼠的食物消耗量均低于模型对照组,且 100 mg /kg组与模型对照组相
比差异有统计学意义(P < 0. 05)。给予胖大海提取物组大鼠肝脏脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)活性低于模型对照组,
其中胖大海提取物 30 和 100 mg /kg,2 组与模型对照组相比差异有统计学意义(P < 0. 05)。结论 胖大海提取物可抑制脂肪酸
合成酶活性,抑制肥胖大鼠摄食量。
【关键词】 胖大海;营养性肥胖;脂肪酸合成酶;大鼠;减肥
【中图分类号】 R 15
Weight-losing effect of a novel fatty acid synthase inhibitor from
extract of Pangdahai on rats with diet-induced obesity
GAO Li-fang,CAO Li-ge,TIAN mi,GAO Wen,CHEN Zhen-liang*
(Center for Food and Drug Safety Evaluation,Capital Medical University,Beijing 100069,China)
【Abstract】 Objective To investigate the effect of sterculia scaphigera(Pangdahai)extract on fatty acid synthase and weight reduction
in diet-induced obesity rats. Methods SPF-grade adult male Wistar rats were fed with high-fat diet,at the same time an extract from
Pangdahai 10,30 and 100 mg /kg were administered by oral gavage once daily respectively,which lasted for 45 d. At the end of
administration,the body weight(BW) ,adipose and food consumption were recorded,the content of serum biochemistry and the activity of
hepatic fatty acid synthesis(FAS)were measured. Results Compared with the model-control group,the BW,adipose,food intake and
the hepatic FAS activity were significantly decreased in the Pangdahai extract 100 mg /kg intervention group(P < 0. 05). Conclusion
Pangdahai extracts at the dose of 100 mg /kg could inhibit FAS activity and appetite of the rats.
【Key words】 sterculia scaphigera;nutritional obesity;fatty acid synthase;rat;weight reduction
基金项目:北京市教委科技成果转化与产业化项目(PXM2007-014226-
050086)。This study was supported by the Transformation and Industrializa-
tion of Scientific and Technological Achievements Project of Beijing
(PXM2007-014226-050086).
* Corresponding author,E-mail:lifanggao@ ccmu. edu. cn
肥胖是一种复杂的、多因素决定的代谢紊乱疾
病,目前已经成为全球发病率迅速增加的一种流行性
疾病,同时肥胖相关疾病 高血压、2 型糖尿病、高
脂血症、心脑血管疾病及某些癌症的发病率急剧增
加,而这些疾病又是人类死亡的最主要原因[1]。因此
深入研究肥胖症的发病机制,发现有效的减肥药物作
用靶标有着重要的理论意义和临床价值。脂肪酸合
成酶(fatty acid synthase,FAS)是近年来发现的有效的
减肥药物作用靶标,作为催化内源性长链脂肪酸合成
的关键酶,通过催化乙酰辅酶 A和丙二酰辅酶 A而生
成长链脂肪酸。脂肪酸合成酶抑制剂能通过增加下
丘脑丙二酰辅酶 A 浓度引起神经肽 Y 改变来降低食
欲,并能抑制脂肪酸的生成和储存、增加脂肪酸氧化,
使能量消耗增加[2-6]。
天然来源的脂肪酸合成酶抑制剂,尤其中草药中
提取的脂肪酸合成酶抑制剂,具有低成本、高安全、高
环保的特点,Zhao W H 等[7]研究发现胖大海提取物
具有脂肪酸合成酶抑制作用。本研究中将胖大海提
取物给予营养性肥胖大鼠,观察其预防性给予的效果
和作用,为其进一步开发研究提供实验依据。
首 都 医 科 大 学 学 报 第 32 卷
1 材料和方法
1. 1 材料和仪器
胖大海提取物,棕黄色粉末,由首都医科大学药学
院张英侠教授提供。胖大海购自北京同仁堂,粉碎后
乙醇提取,主要为多酚类物质。测试血清生化所有试
剂均为罗氏产品,所用仪器为日立 7180 全自动生化分
析仪;体质量称量天平为赛多利斯 TE212-L型天平。
1. 2 方法
1)动物实验方法:由中国医学科学院实验动物部
提供 SPF级成年雄性Wistar大鼠 60 只,体质量 150 ~
200 g〔许可证编号:SCXK(京)2004-0001〕,首都医科
大学实验动物部提供动物喂养实验室(合格证号:医
动字 01-4059 号) ,室内温度(22 ± 2)℃,相对湿度(60
±10)%,单笼饲养。根据测定所得体质量及血脂浓
度将动物分成空白对照组、3 个胖大海提取物组及肥
胖模型对照组共 5 组。根据前期体外实验胖大海提
取物对 FAS抑制率,胖大海提取物组剂量设定为 10、
30 和 100 mg /kg。空白对照组给予基础饲料,其余各
组均给予营养饲料(78. 8% 基础饲料,1% 胆固醇,
10%蛋黄粉,0. 2%胆盐,10%猪油)[8]。饲料均由北
京科澳协力饲料有限公司提供 (许可证编号:
SCXK2005-007)。每日上午 8:30 灌胃给予实验动物
相应剂量的受试物,肥胖模型对照和空白对照组给予
蒸馏水,灌胃量 10 mL /kg。
2)动物的大体观察:每天观察并记录动物的一般
表现(进食、皮毛、尿量和粪便等)、精神状态和行为、
中毒表现和死亡情况。每周称 2 次大鼠的体质量。
3)实验室检查:实验于第 45 天结束,断头取血。
测定血清总胆固醇、三酰甘油、脂蛋白 a、高密度脂蛋
白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和总胆红素,同时测
定肝脏 FAS活性[9]。
1. 3 统计学方法
利用 SPSS 13. 0 进行数据的录入、整理与分析。
单因素方差分析,方差齐则用 LSD 方法进行两两比
较;方差不齐则用 Tamhane方法进行两两比较。同时
作食物消耗量与总体质量增重的偏相关分析、控制进
食量后的协方差分析、脂体比与 FAS 活性偏相关分
析,总增重与 FAS活性偏相关分析,以 P < 0. 05 为差
异有统计学意义。
2 结果
2. 1 胖大海提取物对实验大鼠体质量、食物摄入量、
体脂及脏器质量的影响
由表 1 可见,肥胖模型对照与空白对照组相比,
体质量增长差异有统计学意义(P < 0. 05) ,提示肥胖
动物模型建立。在肥胖模型成功基础上,实验结束时
3 个胖大海提取物剂量组的大鼠体质量均低于肥胖模
型对照组,但与模型对照组相比,实验大鼠体质量差
异无统计学意义。胖大海提取物组实验动物随着剂
量增加,总食物消耗量降低,且高剂量组与模型对照
组比较差异有统计学意义(P < 0. 05)。
实验还发现喂饲高脂饲料的实验动物肝脏质量
显著高于空白对照组,差异有统计学意义(P <
0. 05) ,给予胖大海提取物后实验大鼠的肝脏质量及
肝体比值低于肥胖模型对照组,但差异无统计学意义
(P > 0. 05)。给予受试物 3 个剂量组中,高、低剂量组
的实验动物体脂(睾丸及肾周脂肪)及脂体比均低于
肥胖模型对照组,差异有统计学意义(P < 0. 05)。
对肝脏 FAS酶活性的测定显示高、中剂量实验大
鼠脂肪酸合酶活性显著低于肥胖模型对照组,差异有
统计学意义(P < 0. 05) ;脂 /体比与 FAS 活性偏相关
分析(R = 0. 022,P = 0. 870) ;总增重与 FAS 活性相关
分析(R = 0. 03,P = 0. 820)。控制组别因素后,总增
重与总食物消耗量的偏相关分析显示(R = 0. 457,
P =0. 000)。组别与总食物消耗量的协方差分析结果
显示:t = 4. 971,P = 0. 000。
表 1 胖大海提取物对实验大鼠增重、体脂、食物消耗量及 FAS活性的影响
Tab. 1 Increased BW,adipose /BW,food consumption and hepatic FAS activity of
Wistar rat treated with different levels of Pangdahai extracts (n = 10)
Group Increased BW/g Food consumption /g Adipose /BW Hepatic FAS activity
Control 215 ± 26* 1 159 ± 119* 3. 269 ± 0. 106* 0. 022 ± 0. 004
Model-control 260 ± 35 991 ± 104 4. 600 ± 0. 990 0. 016 ± 0. 004
10 mg·kg -1 247 ± 27 977 ± 90 3. 630 ± 0. 888* 0. 014 ± 0. 002
30 mg·kg -1 247 ± 36 957 ± 88 4. 368 ± 0. 981 0. 012 ± 0. 002*
100 mg·kg -1 238 ± 27 916 ± 57* 3. 699 ± 1. 267* 0. 013 ± 0. 002*
* P < 0. 05 vs model-control;BW:body weight;FAS:fatty acid synthase.
245
第 4 期 高丽芳等:脂肪酸合成酶抑制剂胖大海提取物对营养性肥胖大鼠的减肥作用
2. 2 胖大海提取物对实验大鼠血清血脂的影响
由表 2 可见,在所测得的指标中,3 个剂量组实验
动物在实验结束后的血清胆固醇显著高于模型对照
组,差异有统计学意义(P < 0. 05) ,且高剂量组实验
动物血清游离脂肪酸显著高于肥胖模型对照组,差异
有统计学意义(P < 0. 05) ,其余血脂相关指标,受试
物组与模型对照组差异均无统计学意义。血清游离
脂肪酸浓度与 FAS 活性偏相关分析结果显示R =
0. 388,P = 0. 003。
表 2 胖大海提取物对实验大鼠血脂相关指标的影响
Tab. 2 Lipid concentrations in plasma with different levels of Pangdahai extracts
Group
CHO /(mmol·L -1)
0 d 45 d
TG /(mmol·L -1)
0 d 45 d
LP /(mg·L -1)
Control 2. 20 ± 0. 20 1. 62 ± 0. 24 1. 43 ± 0. 57 1. 20 ± 0. 34 3. 77 ± 5. 46
Model-control 2. 15 ± 0. 23 1. 80 ± 0. 36 1. 25 ± 0. 28 0. 87 ± 0. 24 6. 41 ± 6. 14
10 mg /kg 2. 23 ± 0. 19 2. 32 ± 0. 45* 1. 43 ± 0. 82 1. 00 ± 0. 48 10. 30 ± 6. 50
30 mg /kg 2. 18 ± 0. 22 2. 21 ± 0. 59* 1. 46 ± 0. 58 1. 04 ± 0. 56 12. 43 ± 2. 97*
100 mg /kg 2. 10 ± 0. 25 2. 17 ± 0. 43* 1. 46 ± 0. 58 1. 13 ± 0. 48 8. 36 ± 5. 60
Group
FFA /
(mmol·L -1)
TBIL /
(μmol·L -1)
HDL-C /(mmol·L -1)
0 d 45 d
LDL-C /(mmol·L -1)
0 d 45 d
Control 0. 92 ± 0. 15 1. 72 ± 0. 27 1. 49 ± 0. 13 1. 12 ± 0. 20 0. 40 ± 0. 06 0. 30 ± 0. 03
Model-control 0. 90 ± 0. 12 1. 87 ± 0. 26 1. 53 ± 0. 20 1. 00 ± 0. 17 0. 37 ± 0. 06 0. 27 ± 0. 09
10 mg /kg 1. 20 ± 0. 25 1. 79 ± 0. 44 1. 52 ± 0. 20 1. 11 ± 0. 20 0. 39 ± 0. 05 0. 36 ± 0. 10
30 mg /kg 0. 96 ± 0. 24 2. 03 ± 0. 71 1. 45 ± 0. 13 1. 04 ± 0. 16 0. 35 ± 0. 11 0. 34 ± 0. 16
100 mg /kg 1. 22 ± 0. 24* 1. 89 ± 0. 24 1. 42 ± 0. 23 0. 97 ± 0. 16 0. 36 ± 0. 07 0. 35 ± 0. 12
* P < 0. 05 vs model-control;CHO:cholesterol;TG:triglyceride;LP:lipoprotein;FFA:free fat acid;TBIL:total bilirubin;
HDL-C:high density lipoprotein cholesterol;LDL-C:low density lipoprotein cholesterol.
3 讨论
目前药物减肥的机制主要有 3 条途径:① 通过作
用于中枢神经系统,抑制食欲;② 通过作用于胃肠
道,抑制消化吸收;③ 通过作用于代谢过程,增加能
量消耗。
FAS与肥胖密切相关,在人的肝脏和脂肪组织中
有较高的表达,特别是肝脏,脂肪酸合成能力较脂肪
组织高 8 ~ 9 倍,且表达受摄食成分和激素水平的影
响,含碳水化合物的饮食通过刺激 FAS的高表达诱导
脂肪的生成。FAS 已成为减肥药物的新靶标,FAS 抑
制剂为肥胖症的治疗开辟了新途径。传统中药用于
控制体质量或者减肥在中国已有 2000 年的历史,了
解中药的减肥作用机制是非常重要的。Tian W X
等[10]对中国传统中药进行了大量的筛选工作,发现
大黄、桑寄生、甘草、何首乌、黄连、丹参、生地黄、银杏
叶、绿茶等 17 种中药具有 FAS抑制作用,其中有 9 种
具有较高的 FAS抑制作用。
Zhao W H等[7]大量的研究工作已经证实传统中
药胖大海提取物具有抑制脂肪酸合成酶的作用。本
实验研究提示胖大海提取物可抑制大鼠摄食量,这与
Laftus T M等[11]研究显示给予小鼠 FAS 抑制剂可以
抑制摄食量并引起体质量显著性降低的结果相一致。
高剂量组大鼠体脂显著低于模型对照组,可能与肝脏
脂肪合成减少有关。高剂量组大鼠血清游离脂肪酸
升高与对照组比较差异有统计学意义(P < 0. 05) ,提
示胖大海提取物可能通过增加能量消耗、促进脂肪分
解,降低体质量和体脂。脂 /体比、总增重与 FAS 酶活
性之间的分析提示二者之间不相关,但总增重与总食
物消耗量的偏相关分析,组别与总食物消耗量的协方
差分析,结果提示胖大海提取物抑制大鼠摄食量,同
时还通过抑制摄食量以外的途径达到降低体质量的
效果,这有待于进一步的研究。
实验结束时,血脂测定显示受试物组大鼠总胆固
醇高于模型对照组(P < 0. 05) ,脂蛋白 a 在绝对数值
均高于模型对照组,提示胖大海提取物虽然具有减肥
的效果,但可能有升高总胆固醇的不良反应,这需要
通过进一步的毒理学实验进行验证。
在合成药物遇到瓶颈,天然植物药日渐受到重视
的今天,胖大海提取物作为天然来源的脂肪酸合成酶
抑制剂具有很好的开发前景。
4 参考文献
[1] 李勇.营养与食品卫生学[M].北京:北京大学医学出版
社,2005:356.
[2] Kim E K,Miller I,Landree L E,et al. Expression of FAS
345
首 都 医 科 大 学 学 报 第 32 卷
within hypothalamic neurons:amodel for decreased food in-
take afterC75 treatment[J]. Am J Physiol Endocrinol
Metab,2002,283:E867-E879.
[3] Obici S,Feng Z,Arduini A,et al. Inhibition ofhypothalam-
ic carnitine palmitoyltransferase-I decreases food intake and
glucose production[J]. Nat Med,2003,9(6) :756-761.
[4] Loftus T M,Jaworsky D E,Frehywot G L,et al. Reduced
food intake and bodyweight inmice treatedwith fatty acid
synthase inhibitors[J]. Science,2000,288(5475) :2379-
2381.
[5] Kumar M V,Shimokawa T,Nagy T R,et al. Differential
effects of acentrally acting fatty acid synthase inhibitor in
lean and obese mice[J]. Proc Natl Acad Sci U S A,2002,
99(4) :1921-1925.
[6] Thupari J N,Landree L E,Ronnett G V,et al. C75 in-
creases peripheral energy utilization and fatty acid oxidation
in diet-induced obesity[J]. Proc Natl Acad Sci U S A,
2002,99(14) :9498-9502.
[7] Zhao W H,Zhao C Y,Gao L F,et al. The novel inhibitory
effect of Pangdahai on fatty acid synthase[J]. IUBMB Life,
2008,60(3) :185-194.
[8] 卫生部卫生法制与监督司.保健食品检验与评价技术规
范[S]. 2003:35-37.
[9] Tian W X,Hsu R Y,Wang Y S. Studies on the reactivity
of the essential sulfhydryl groups as a conformational probe
for the fatty acid synthetase of chicken liver. Inactivation by
5,5’-dithiobis (2-nitrobenzoic acid) and intersubunit
cross-linking of the inactivated enzyme[J]. Biol Chem,
1985,260(20) :11375-11387.
[10] Tian W X,Li L C,Wu X D,et al. Weight reduction by
Chinese medicinal herbs may be related to inhibition of fatty
acid synthase[J]. Life Sci,2004,74(19) :2389-2399.
[11] Loftus T M,Jaworsky D E,Frehywot G L,et al. Reduced
food intake and body weight in mice treated with fatty acid
synthase inhibition[J]. Science,2000,288(30) :2379-
3381.
(收稿日期:2010-12-16)
编辑 慕萌
445