环糊精对小鼠机体糖脂代谢稳态的调控作用及机理研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZHUZHU1987251
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糖脂代谢稳态是机体应对生理状况和环境因素变化的重要保障,糖脂代谢失衡会导致肥胖症、糖尿病等代谢性疾病的发生发展,严重威胁人类健康。因而寻找调控糖脂代谢稳态的有效手段并挖掘其作用机理,对代谢性疾病的预防和干预具有指导作用,也对促进人类生命健康,减轻社会经济和医疗卫生体系负担具有重要意义。环糊精是由6-8个及以上D-吡喃型葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键连接而成的环状低聚糖,其中α-、β-与γ-环糊精是常用的食品添加剂。其无臭无味,不仅能够作为益生元促进肠道健康,还能与膳食脂肪形成包合物并影响其消化吸收,因而在调控糖脂代谢稳态、预防和干预代谢性疾病方面具有应用前景。基于此,本论文以环糊精为研究对象,构建高脂饮食诱导小鼠模型与Ⅱ型糖尿病小鼠模型,分别评价膳食补充α-、β-与γ-环糊精对不同类型小鼠模型糖脂代谢稳态的调控作用,并通过肝脏糖脂代谢相关蛋白表达情况测定与肠道微生物测序来分析环糊精调控糖脂代谢的作用机理。论文主要研究内容和结果如下:首先,构建高脂饮食诱导C57BL/6J小鼠模型,评价膳食补充α-、β-与γ-环糊精对其脂代谢水平的影响。结果表明,三种环糊精的膳食补充均能减轻小鼠肝脏脂肪异位沉积,保护棕色脂肪组织功能,α-环糊精的膳食补充能够促进小鼠能量消耗,提升脂肪酸氧化供能比例,β-环糊精的膳食补充在体重控制方面效果显著,小鼠空腹体重增量较对照组降低24.50%,其还显著改善了小鼠血脂水平,与对照组相比,β-环糊精组小鼠血清TG与TC水平分别降低了16.50%与23.61%(p<0.05),γ-环糊精的膳食补充显著提升了小鼠盲肠内容物中短链脂肪酸含量,总短链脂肪酸水平较对照组提升1.44倍。其次,构建正常饮食db/db小鼠模型,评价三种环糊精的膳食补充对Ⅱ型糖尿病小鼠糖脂代谢水平的影响。结果表明,三种环糊精的膳食补充均能够延缓Ⅱ型糖尿病小鼠糖尿病肾病的发生发展,β-环糊精的膳食补充使得小鼠餐后血糖峰值降低25.67%,OGTT曲线下面积减小58.83%(p<0.05),显著改善机体葡萄糖耐量损伤与糖代谢障碍,减轻胰岛素抵抗,保护胰岛功能;β-环糊精与γ-环糊精的膳食补充能够缓解Ⅱ型糖尿病小鼠的肝脏脂肪变性,β-环糊精的膳食补充能够改善小鼠血脂参数,降低心血管疾病患病风险。最后,分析膳食补充环糊精调控机体糖脂代谢稳态的作用机理。结果表明,三种环糊精均显著提高了小鼠肝脏组织中PPARα水平,降低了SREBP-1c、PEPCK和G-6-PC水平,通过抑制脂肪从头合成,增强脂肪酸β氧化和抑制糖异生作用影响机体糖脂代谢;环糊精维持糖脂代谢稳态的作用效果与调控肠道微生物相关,在高脂饮食诱导C57BL/6J小鼠模型中,三种环糊精的膳食补充显著提升了Lactobacillus和Akkermansia的相对丰度,Akkermansia被鉴定为α-环糊精组生物标志物,Coprococcus与Butyricicoccus被鉴定为γ-环糊精组生物标志物,在正常饮食db/db小鼠模型中,Akkermansia与Bifidobacterium被鉴定为β-环糊精组生物标志物。
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