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近年来,越来越多的研究表明黄酮类化合物通过激活AMP激活的蛋白激酶(AMPK)缓解肝脏脂质聚集。但有关木犀草素降脂作用的研究尚未见报道。我论文的第一部分工作就是以AMPK为靶标,通过分析AMPK活性变化,同时分析受AMPK调控的与脂质代谢相关的功能基因,如SREBP-1c、FAS和CPT1mRNA的改变,并通过研究木犀草素对上述因子的影响以及对细胞脂质聚集的作用,来探讨木犀草素的降脂机制。
首先用Western Blot方法研究了木犀草素对HcpG2细胞AMPK活性的影响。木犀草素(10-50μM)作用HcpG2细胞1小时,能迅速增加磷酸化AMPK,激活AMPK。木犀草素在激活AMPK的同时,能明显增加下游激酶ACC的磷酸化水平;木犀草素作用1小时,能降低脂肪酸合成途径中的两个关键因子SREBP-1c和FAS mRNA的表达,并显著增加脂肪酸氧化的关键酶CPT1 mRNA的表达。当将作用时间延长至24小时,木犀草素能显著抑制SREBP-1c和FASmRNA的表达。以上结果提示我们木犀草素能够在细胞水平迅速激活AMPK,增加CPT1基因的表达,迅速促进脂质的氧化,长时间则通过抑制脂质的合成起作用。
为了进一步确定木犀草素对AMPK的激活作用,以及对细胞脂质的影响,我们通过棕榈酸盐诱导HcpG2细胞产生脂质聚集,建立体外细胞高脂模型,分别用Western Blot和RT-PCR方法检测了木犀草素对磷酸化AMPK蛋白,以及SREBP-1c,FAS和CPT1 mRNA表达的影响。棕榈酸盐(0.4 mM)处理HepG2细胞24小时,细胞内脂滴显著增加,形成细胞高脂模型。在此高脂模型中,木犀草素作用1小时同样显著增加磷酸化AMPK,降低SREBP-1c和FAS mRNA表达,增加CPT1 mRNA表达,并抑制高脂细胞内脂滴形成。因此,激活AMPK可能是木犀草素降脂作用的机制之一。
应用特异性AMPKα抗体,通过免疫沉淀制备AMPK酶。采用荧光偏振方法,初步研究了木犀草素对AMPK的酶活性的影响。结果显示,木犀草素在低浓度(0.01-1μM)表现为增加AMPK的酶活性,而高浓度(10-20μM)则抑制AMPK酶活性,提示木犀草素在HepG2细胞中可能通过直接和间接两种机制激活AMPK。
本实验室的研究曾证明黄芩苷能够减少高脂饲养大鼠腹部脂肪。因此,我论文的第二部分工作中是以3T3-L1前体脂肪细胞作为研究脂肪细胞分化的模型,分别在脂肪细胞分化同时和分化成熟后用黄芩苷处理,探讨了黄芩苷对前体脂肪细胞分化以及细胞内脂质聚集的影响及相关机制。油红O染色发现,在分化过程的开始(day0)加入黄芩苷能够抑制3T3-L1前体脂肪细胞的分化;RT-PCR分析显示黄芩苷抑制脂肪细胞分化的同时,也抑制PPARγ和SREBP-1mRNA的表达。而当加入分化剂第9天后,3T3-L1前体脂肪细胞完全分化成熟,此时黄芩苷则不能影响成熟脂肪细胞PPARγ mRNA的表达和细胞内脂质聚集。因此,在脂肪细胞分化早期,黄芩苷可能通过抑制与脂肪细胞分化密切相关的PPARγ和SREBP1基因的表达,从而影响脂肪细胞分化进程。