全 文 :253※营养卫生 食品科学 2009, Vol. 30, No. 05
余甘子对胰岛素抵抗大鼠过氧化物酶体
增生物激活受体γ表达的影响
习雪峰1,崔节荣1,王 勇2
(1.河南大学体育学院,河南 开封 475001;2.三明学院体育系,福建 三明 365004)
摘 要:目的:观察余甘子提取物对胰岛素抵抗大鼠脂肪细胞过氧化物酶体增生物激活受体γ(PPARγ)mRNA表
达的影响。方法:Wistar大鼠30只,随机分为正常对照组10只,给予基础饲料;模型组20只,给予高脂饲料。
模型组大鼠给予高脂喂养6w后,随机分为两个亚组:胰岛抵抗组(继续高脂饮食)和余甘子组(给予高脂饲料同时进
行2ml剂量3.5g/kg bw余甘子提取物灌胃)。干预6w后,利用逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)分别检测三组大鼠脂肪
中PPARγ表达的差异。结果:高脂饮食成功诱导了胰岛素抵抗,余甘子提取物显著改善了胰岛素抵抗,胰岛素
抵抗组大鼠的脂肪中PPARγ表达稍高于对照组,但显著低于余甘子组。结论:余甘子提取物明显改善胰岛素抵
抗,可能与其提高PPARγmRNA表达有关。
关键词:胰岛素抵抗;余甘子提取物;过氧化物酶体增生物激活受体γ;脂联素
Effects of Phyllanthus emblica L. Extra t on Expression of Peroxisome Prolifemtor-activated Receptor γ
(PPARγ) of Insulin Resistance Rat
XI Xue-feng1,CUI Jie-rong1,WANG Yong2
(1. Institute of Physical Education, Henan University, Kaifeng 475001, China;
2. Department of Physical Education, Sanming University, Sanming 365004, China)
Abstract :In this study, 30 male Wistar rats were randomly divided into the control group (n=10) which was fed basic diet,
and the model group (n=20) which was fed high fat diet. After 6 weeks, the model group was randomly divided into 2 subgroups:
insulin resistant group (n=10) which continued to receive high fat diet, and Phyllanthus emblica L. xtra t group (n=10) which
was fed high fat diet and administered by gavage with 3.5 g/kg body weight of Phyllanthus emblica L. xtra t at the same time.
After the treatment with Phyllanthus emblica L. xtra t for 6 weeks, the expression levels of PPARγ in the fat tissue of rats were
determined by RT-PCR. The results showed that the high fat diet successfully induces insulin resistance of rats, but the P yllanthus
emblica L. extract significantly improves their insulin resistance. The PPARγ expression of rats in in ulin resistance group is
slightly higher than that of ratsin the control group, but is significantly lower than that of ratin Phyllanthus emblica L. xtra t group.
In conclusion, the Phyllanthus emblica L. xtra t can significantly improve insulin resistance, which may be related to the increase
of PPARγ mRNA expression.
Key words:insulin resistance;Phyllanthus emblica L. xtra t;pe oxisome prolifemtor-activated receptor γ;adiponectin
中图分类号:TS201.4 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2009)05-0253-04
收稿日期:2008-05-16
作者简介:习雪峰(1978-),男,助教,硕士,主要从事运动改善代谢病的机制研究。E-mail:xuefeng350286@163.com
余甘子(Phyllanthus emblica L.)又名山油柑、油甘
子、余甘果等,为大戟科叶下珠属植物余甘子的成熟
果实,广泛分布在广东、福建、台湾、贵州、湖南、
广西、四川、浙江和云南等省区。余甘子性味甘、酸、
涩、凉,归肺、胃经。其功能为清热凉血、消食健
胃、生津止咳,用于血热血淤、消化不良、腹胀、
咳嗽、喉痛及口干等。明代《本草纲目》曾记载:
“余甘子果,主补益气,久服轻身,延年益寿”。近
年来研究发现,余甘子具有降血脂、治疗糖尿病的作
用,但其作用机制尚不明确[1]。本实验研究余甘子对胰岛
素抵抗肥胖大鼠PPARγ表达的影响,旨在为余甘子的食用
和药用价值的开发提供实验依据。
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1 材料与方法
1.1材料与试剂
取新鲜余甘子,清水洗净,去核取肉,加10倍
果肉量蒸馏水浸泡30min,煎煮两次,过滤,合并滤
液,浓缩至小体积,加入4%明胶水溶液,不断搅拌,
加热,过滤,去渣,用3倍95%乙醇沉淀24h,过
滤,去渣,浓缩至2g/ml分装备用,临用前用蒸馏水
稀释至所需浓度。
正常Wistar雄性大鼠30只,体重为200±20g,购
自河南省实验动物中心。饲养温度为22±1℃,湿度
为59%~61%,每天光照与黑暗时间各为12h,所用笼
具、饲料、垫料、饮水均高压灭菌(15磅、20min)。
实验期间,动物自由摄食、饮水。
余甘子组每天灌胃2ml剂量为3.5g/kg bw的余甘子,
安静对照组和高脂对照组灌胃同体积的蒸馏水,持续
6w。
TRIzol 美国Invitrogen公司;逆转录酶M-MLV、
Rnain、Oligo(dT)15及dNTP 美国Promega公司;Ex
Taq酶和PCR Marker 日本Takara公司;引物由上海博
亚生物工程公司合成。
1.2仪器与设备
XP cycler型PCR仪 Bioer公司;CS-15R台式高速
冷冻离心机 美国Beckman公司。
1.3方法
1.3.1肥胖模型的制备
30只Wistar大鼠用标准饲料平衡1w后随机分组,
其中安静对照组10只,肥胖组20只,分组后分别用
标准饲料和高脂饲料再继续饲养6w。造模结束时,肥
胖组体重(234.41±40.81g)高于安静对照组(188.80±
35.327g)。(p<0.05)。
1.3.2实验设计
安静对照组给予标准大鼠饲料喂养,高脂饮食喂养
组在进行6w高脂饲料喂养后,随机分为余甘子组和高
脂模型对照组(简称高脂组)。余甘子组除给予高脂饲料
外,还同时进行为期6w的余甘子提取物灌胃,于实验
开始及第6、12w末分别秤重(g),静脉取血测量空腹血
糖后分离血清,-20℃保存。分别测定血脂、总胆固
醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白
胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)、血游离脂肪酸(FFA)及
胰岛素水平;根据空腹血糖、空腹胰岛素浓度按稳态模
式法(HOMA) 计算IR指数(HOMA-IR)。
1.3.3指标测试
脂肪组织取材:余甘子组大鼠灌药6w后,麻醉大
鼠,取三组大鼠皮下脂肪组织(100mg左右)置于2ml冻存
管中,迅速放入液氮中冷冻,转至-80℃冰箱中待测。
PPARγ mRNA水平检测:采用RT-PCR半定量技
术,以β-actin为内参照。引物设计:PPARγ引物序
列:上游5-CACAAGCTGACCCAATGGTTGCTG-3,下
游5-CGCAGATCAGCAGACTCTGGGTTC-3,扩增产物
为 4 7 0bp;对应的β-actin引物序列:上游 5-
TCTACAATGAGCTGCGTGTG-3,下游5-
GGTCAGGATCTTCATGAGGT-3,扩增产物为 14bp;
脂联素引物序列:上游5-ATCACTCAGCATTCA
GCGTAGG-3,下游5-ATACACTTGGAGCCAGACTTGG-
3,扩增产物为317bp;对应的β-actin引物序列:上
游5-TGGTCGTACCACTGGCATTGTG-3,下游5-
TGACCTGACCGTCAGGCATCTC-3。扩增产物为
308bp。
RNA提取:采用Trizol试剂盒提取总RNA。
逆转录反应:反应体系中含总RNA 1μg、5×逆
转录缓冲液5μl、10mmol/L dNTP 5μl、随机引物2μ
l、RNA酶抑制剂25U和MMLV200U,加灭菌无RNA
酶水至总体积 25μl。反应混合物置 B i o m e t r a
(TGRADIENT)热循环仪中以37℃反应1h,再95℃ 5min
灭活MMLV,产物用于PCR测定。
PCR反应条件:反应体系含逆转录产物5μl、10×
PCR缓冲液5μl、MgCl2(23mmol/L)3μ、2.5mmol/L dNTP
4μl、上、下游引物(20μmol/L)各1μl及β-actin上、
下游引物(20μmol/L)各1μl和Taq酶2U,加灭菌纯水至
50μl,置Biometra(TGRADIENT)热循环仪中反应。TNF-
α、AGT、ATIR与相应β-actin反应参数:95℃预变
性5min,94℃变性1min,57℃退火1min,72℃延伸
1.5min,共进行33个循环,最后1个循环结束后以72℃
再延伸10min。IL-6和脂联素与各自相应β-actin反应参
数:95℃预变性5min,加入Taq酶,94℃变性1min,
60℃退火1min,72℃延伸1.5min,共进行35个循环,
末次循环后72℃延伸10min,PCR产物进行测序,然后
与基因库的对应基因核对,确定扩增产物为目标基因。
PCR产物的半定量:PCR产物5μl置2%琼脂糖凝
胶以5V/cm电泳(样品预先加入SYBR GreenI染料)后照
相,用AIphaImager2200软件对电泳条带进行密度扫
描,以面积×密度表示条带的丰度,以目标基因/β-actin
比值代表目标mRNA的量。
1.4数据统计处理
结果数据经正态分布和方差齐性检验后以x±s表
示,采用单因素方差分析并进行两两比较,p<0.05表
示差异具有显著性。
2 结果与分析
2.1高脂喂养对大鼠FFA、血脂和HOMA-IR的影响
由表1可知,基础状态下两组大鼠体重、空腹血
-
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指标 高脂组(n=20) 安静对照组(n=10)
体重(g) 145.51±10.27 152.37±9.10
FBG(mmol/L) 4.23±0.46 4.39±0.82
Fins(mU/L) 12.01±2.17 12.55±3.08
TC(mmol/L) 1.04±0.20 1.09±0.08
HDL-C(mmol/L)0.0056±3.72 0.0061±2.99
TG(mmol/L) 0.65±0.32 0.74±0.26
LDL-C(mmol/L)0.0027±7.01 0.0025±7.95
FFA(mmol/L) 0.89±0.18 0.80± .22
HOMR-IR 2.08±0.33 2.04±0.40
表1 大鼠基础状态生化指标检测结果
Table 1 Assay results of basic biochemical indicatiors of rats from
high fat diet and control groups
指标 高脂组(n=20) 安静对照组(n=10)
体重(g) 234.41± 0.81△ 188.80±35.32
FBG(mmol/L) 5.77±0.65△ 4.93±0.48
Fins(mU/L) 30.55±4.62△ 13.08±3.23
TC(mmol/L) 1.54±0.20△ 0.87±0.15
HDL-C(mmol/L) 0.005±3.71 0.004±5.03
TG(mmol/L) 3.55±0.66△ 1.82±0.54
LDL-C(mmol/L)0.002±3.65 0.002±4.88
FFA(mmol/L) 1.68±0.32△ 1.22±0.24
HOMR-IR 8.88±3.05△ 3.65±2.27
表2 大鼠高脂喂养 6w后生化指标检测结果
Table2 Assay results of biochemical indicatiors of rats fed high fat
diet or standard diet for 6 weeks
注:△.与对照组比较,p<0.05。
糖、空腹胰岛素血脂(TC、HDL-C、LDL-C、TG和FFA)
和稳态模式评估法评价胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)差异
均无显著性;由表2可知,高脂喂养6w后,高脂组
体重、空腹血糖(FBG)、空腹胰岛素(FINS)、TC、TG、
FFA和HOMA-IR均显著高于安静对照组(p<0.05)。两
组间HDL-C和LDL-C差异无显著性。
指标 余甘子组(n=10)高脂组(n=10)安静对照组(n=10)
体重(g) 259.00±32.47285.60±24.08△▲ 232.1±56.31
FBG(mmol/L)4.88±0.415.94±0.62△▲ 5.47±1.10
Fins(mmol/L)0.93±0.271.78±0.45△▲ 0.70± .18
TC(mmol/L)1.21±0.081.43±0.20△▲ 1.05±0.21
HDL-C(mmol/L)0.005±5.60 0.005±7.21 0.005±7.89
TG(mmol/L)0.40± .020.56±0.09△▲ 0.34±0.10
LDL-C(mmol/L)0.002±2.770.003±8.97△▲ 0.003±5.10
FFA(mmol/L)1.64±0.292.55±0.43△▲ 1.37±0.28
HOMR-IR5.10±1.1912.45±3.52△▲ 4.00±1.38
表3 饲喂标准或高脂料大鼠用蒸馏水灌胃 6w及饲喂高脂饲料大鼠用
余甘子提取物灌胃生化指标检测结果
Table 3 Assay results of biochemical indicatiors of standard diet-
fed rat and high fat diet-fed rat administered with distilled water by
gavage for 6 weeks and high fat diet-fed rat administered with
Phyllanthus emblica L. extract by gavage for 6 weeks
注:△.与对照组比较,p<0.05;▲.与余甘子组比较,p<0.05。下同。
大鼠灌胃余甘子提取物6w后,即第12w末,余甘
子组的体重、FBG、FINS和HOMA-IR,以及FFA、
TG、TC和LDL-C均较高脂对照组下降(p<0.05),余
甘子组和安静对照组间上述指标差异无显著性(p>0.05);
3组间HDL-C差异无显著性(p>0.05)。
2.3余甘子提取物对PPARγmRNA表达的影响
由表4可知,高脂组的PPARγmRNA表达稍高于
安静对照组,但差异不显著;余甘子组大鼠PPARγ
mRNA显著高于高脂组和安静对照组(p<0.05);高脂组
大鼠脂联素表达低于安静对照组(p<0.05),余甘子组和
安静对照组差异无显著性(p>0.05)。
表4 余甘子提取物对大鼠脂肪组织 PPARγmRNA和脂联素表达的影响
Table 4 Effects of Phyllanthus emblica L. extract on PPARγ
mRNA and adiponectin expressions in rat fatty tissue
组别 余甘子组(n=10)高脂对照组(n=10)安静对照组(n=10)
PPARγmRNA0.685±0.052△ 0.604±0.013▲ 0.581±0.037
脂联素 0.949±0.350.660±0.192△▲ 0.936±0.130
3 讨 论
肥胖及其相关胰岛素抵抗是代谢综合征的重要发病
机制,肥胖导致血游离脂肪酸升高是骨骼肌、肝脏发
生胰岛素抵抗的重要因素。近年研究显示FFA通过增加
二脂酰甘油含量,激活蛋白激酶,使胰岛素受体底物-
1(IRS-1)产生异常的丝氨酸/苏氨酸磷酸化,干扰正常的
酪氨酸磷酸化,最终减弱胰岛素受体后的信号传导,使
葡萄糖转运子-4(GLUT-4))向细胞膜的转位及活性减弱,
导致骨骼肌等组织发生胰岛素抵抗[2]。本研究中高脂饮
食6w即诱导大鼠出现胰岛素抵抗,表现为HOMA-IR升
高,并且伴随血FFA、TG的相关关系[3]。
PPARγ属于核受体超家族成员,是一种配体激活型
转录因子,主要在脂肪组织表达,其在脂肪组织的适量
表达对维持脂肪细胞正常分化和IS起重要作用。脂肪细
胞肥大或者脂肪细胞分化取决于PPARγ的表达水平[4]。
PPARγ适度表达在个体生长发育和正常代谢中起重要作
用。PPARγ与配基(如TZDs,噻唑烷二酮类药物,一
种新型抗糖尿病药物)结合后可被激活,与维甲酸RXR受
体形成异源二聚体,通过与目的基因启动子内的PPAR
反应元件(PPREs)作用,调节与糖和脂类代谢有关的基因
表达。PPARγ与肥胖、脂肪细胞分化、胰岛素抵抗、
糖尿病及动脉粥样硬化等关系密切,并且PPARγ是
TZDs作用的靶分子。TZDs(tiazolidinediones)作为PPAR
γ配基可激活肥胖大鼠脂肪组织PPARγ,下调过高的瘦
素水平,改善瘦素抵抗发挥其生理作用[5]。PPARγ的活
化可以增加胰岛素及胰岛素样生长因子-1刺激的脂肪细
胞分化过程,增加一些脂肪组织特异性的基因表达,如
脂蛋白脂酶等,可促进白色脂肪细胞分化,增加小脂
2.2余甘子提取物对FFA、血脂和HOMA-IR的影响
2009, Vol. 30, No. 05 食品科学 ※营养卫生256
肪细胞的数量而减少大脂肪细胞的数量[6],抑制脂肪细
胞的肥大[7]。成熟的小脂肪细胞表达较多的胰岛素受体
和葡萄糖转运蛋白-4,增加对胰岛素的反应性并有利于
促进葡萄糖摄取[8]。PPARγ不仅调控脂肪细胞分化,还
可诱导已经分化的脂肪细胞凋亡[9]。另外,还可通过增
强胰岛素信号传导,改变影响胰岛素敏感性的脂肪信号
分子的释放,如减少肿瘤坏死因子α的产生、上调增
加胰岛素敏感性的激素-脂联素的表达[10-11],增加胰岛
素敏感性。
本研究结果显示,胰岛素抵抗组大鼠脂肪组织
PPARγmRNA表达较基础组大鼠略有增加,但差异不显
著,此时的增加可能是机体为了维持正常的胰岛素敏感
性而出现的代偿现象。而与高脂组相比,余甘子组大
鼠血糖明显降低。余甘子组大鼠白色脂肪组织PPARγ
mRNA表达水平较胰岛素抵抗组明显增加,说明余甘子
提高了PPARγmRNA表达水平。在检测PPARγmRNA
表达的同时实验检测了其下游靶基因脂联素mRNA的表
达情况,大量文献表明PPARγ与脂联素mRNA表达呈
二者具有正相关关系[12]。而本实验结果显示胰岛素抵抗
组大鼠白色脂肪组织脂联素mRNA表达水平较对照组大
鼠显著降低,与文献报道一致[13]。表明过多的脂肪组
织对脂联素基因的表达可能存在着负反馈抑制作用,可
能是由于在肥胖抵抗状态下过量产生的肿瘤坏死因子α可
通过抑制脂联素启动子的活性而降低脂联素在脂肪细胞
中的表达。
如果PPARγmRNA仅表达升高,而不被激活,余
甘子组的脂联素mRNA表达可能也不会增加。因此,本
实验结果表明,余甘子在提高PPARγmRNA表达的同
时也激活了PPARγ。PPARγ的天然配体来源于饮食及
机体的代谢产物,提示余甘子提取物中可能含有激活
PPARγ的配基。从而起到调节脂肪细胞分化,增加胰
岛素受体的数量,并通过上述机制改善胰岛素抵抗、提
高胰岛素敏感性的作用。
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