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目的: 麦冬多糖MDG-1是本课题组经多年的研究,从中药麦冬中提取、纯化得到的具有均一分子量的β-D-果聚糖,前期的研究发现,口服MDG-1对血脂水平具有一定的调节作用,但其作用机制尚未明确。因此,本文旨在以往的研究基础上,分别围绕胆固醇以及胆汁酸代谢网络开展研究,从整体动物水平、基因分子水平及代谢水平等方面对MDG-1调控脂质代谢紊乱的作用方式和起效途径进行深入研究,也为其他的大分子多糖调节脂质代谢作用的相关研究提供了参考。 方法: 选取C57BL/6小鼠,按体重随机分为:正常组,高脂组和MDG-1干预组。正常组给予普通饲料喂养,高脂组用高脂饲料喂养,干预组的饲料为MDG-1按0.1g/100g质量比均匀混入高脂饲料中,预防实验持续12周,记录各组小鼠体重及摄食量。在实验终点前,测定小鼠基础体温及空腹血糖,并进行腹腔注射葡萄糖耐量及胰岛素耐量实验。最后,将所有小鼠禁食10h,收集尿液及粪便样本;然后进行麻醉,心脏取血,采集小鼠肝脏及脂肪组织(腹部白色脂肪和背部褐色脂肪),进行血清生化分析,同时测定粪便脂质、肝脏脂质及血清瘦素、脂联素等指标含量,观察白脂肪及肝组织的病理切片等。 采用UPLC-MS分析技术,对实验各组小鼠的肝脏、尿液及粪便样本中总胆汁酸及其各级代谢产物的含量进行测定,同时利用RT-PCR检测技术来研究MDG-1对体内胆汁酸调控相关基因表达水平的影响,围绕胆汁酸合成、分泌及重吸收过程,研究MDG-1对胆固醇的生物合成和分解代谢过程的调节作用。 从生物信息学角度出发,利用高通量的筛选技术,对小鼠肝脏样本进行全基因谱扫描,筛选出与脂质代谢相关的核心差异基因及通路,并对其进行体外验证,从影响基因表达层面来探索MDG-1预防肥胖小鼠脂质代谢紊乱可能的作用机制。 结果: 在不影响整体摄食量的前提下,MDG-1能有效控制肥胖小鼠体重的增长,同时提高机体的能量代谢;改善肥胖小鼠产生的葡萄糖耐受异常及胰岛素抵抗症状,并且降低小鼠血清中TC和LDL-c含量,对TG也显示出一定的下调趋势;减少脂肪在肝脏中的聚积及改善肥胖小鼠肝组织气球样变和脂肪变性。此外,MDG-1能显著降低小鼠血清中总胆汁酸的含量,并对肝脏、粪便及尿液样本中的胆汁酸代谢轮廓具有一定的回调作用,整体变化趋势更加趋向正常组。同时,对影响胆汁酸代谢的相关基因表达也有一定的影响,可以抑制FXR及其靶基因SHP的表达,激活LXR及其靶基因CYP7A1、CYP8B1等的表达水平,促进HMGCR及LDL-R的表达。基因芯片筛选的结果显示,发生显著性变化的核心通路大多与脂质代谢相关,涉及到脂肪的消化和吸收、脂肪酸的生物合成及分解、胆汁酸的分泌和生物合成等过程。在对差异基因进行体外验证中发现,MDG-1能上调ABCA1、ABCG1及AP2等基因的表达,同时下调SREBP、CD36及PPARγ的表达活性。 结论: 麦冬多糖MDG-1可以改善高脂饲料诱导的肥胖小鼠脂质代谢紊乱的状态,其作用可能是通过吸附肠道内的胆汁酸,影响体内胆汁酸代谢,从而加速胆固醇的分解代谢,同时激活LXR及其靶基因的活性,抑制PPARγ及其靶基因的表达水平来实现的。