摘要
通过连续4 w喂食高脂饮食诱导C57BL/6J雄性小鼠,复制肥胖小鼠模型,进一步以薏苡仁-红曲干预;测定小鼠体质量增长曲线,IPGTT法测定葡萄糖耐量,试剂盒检测血脂四项变化;Western blot检测薏苡仁-红曲对肾脏组织中AQP1和AQP2蛋白表达的影响;借助分子对接技术预测薏苡仁-红曲活性成分与水通道蛋白AQP1和AQP2的结合活性。
与对照组相比,高脂饮食诱导后小鼠体质量明显增加,IPGTT曲线下面积增大,TC、TG、LDL-C升高,HDL-C降低;薏苡仁-红曲干预后,与模型组相比,肥胖小鼠体质量呈下降趋势,TC、TG、LDL-C降低,HDL-C升高;Western blot显示,薏苡仁-红曲干预后,与模型组相比,肥胖小鼠肾脏中AQP1和AQP2蛋白表达量显著降低;分子对接结果显示,薏苡仁-红曲关键成分Monacolin X、Sitosterol alpha1与水通道蛋白AQP1和AQP2有良好的结合活性。
肥胖是世界迫切需要解决的公共卫生问题之一。据统计,目前肥胖人口约占世界总人口的30%,肥胖是引发糖尿病、心血管疾病、骨骼肌肉疾病及部分癌症的重要危险因素,每年约有超过280万人死于肥胖引起的血脂异常、代谢功能障碍、炎症等多种疾
薏苡仁,性凉,味甘、淡,归脾、胃、肺经,具有利水渗湿、健脾止泻的功效;红曲,性微温,味甘,归脾、大肠、肝经,具有健脾消食、活血化瘀的功效。项目组前期临床实践过程发现,薏苡仁配伍红曲在治疗湿热内蕴、脾虚湿盛导致的肥胖、消化不良、水肿等症状时疗效显著。现代药理研究显示,红曲的主要活性成分可通过抑制酶活性来降血脂、胆固醇,故其对肥胖伴高脂血症(尤其是痰湿型)的患者疗效颇
ChemidocXRS+型凝胶成像系统(美国Bio-Rad公司);PowperPac Basic型电泳仪(美国Bio-Rad公司);Centrifuge 5810型高速冷冻离心机(德国Eppendorf公司)。
饲料:高脂饲料(HF60)购自广东省动物医学中心。饲料配方:酪蛋白200 g/kg,L-胱氨酸3 g/kg,麦芽糊精125 g/kg,蔗糖68.8 g/kg,纤维素50 g/kg,大豆油25 g/kg,猪油245 g/kg,复合矿物质(#210088)10 g/kg,复合维生素(#300050)10 g/kg,酒石酸氢胆碱2 g/kg。
AQP1抗体(批号:20333-1-AP;种属来源:小鼠)、Beta Actin抗体(批号:66009-1-Ig-100;种属来源:小鼠),均来源于武汉三鹰生物技术有限公司;AQP2抗体(批号:PB9474;种属来源:小鼠),来源于武汉博士德工程有限公司;HRP(批号:EM35110-01;种属来源:山羊),来源于EMAR公司;转膜液(批号:P0021B)、SDS-PAGE电泳液(批号:P0014B)、一抗稀释液(批号:P0023A)、二抗稀释液(批号:P0023D)、1×无蛋白快速封闭液(批号:PS108P),均来源于碧云天生物技术公司。
薏苡仁、红曲药材,购于福建中医药大学国医堂,生产批号分别为22122001、sc0135092200044,经福建中医药大学药学院黄泽豪教授鉴定,薏苡仁Coix lacryma-jobi L.var.mayuen (Roman.) Stapf为禾本科薏苡属植物薏苡的干燥成熟种仁,红曲Monascus purpureus Went为曲霉科真菌红曲霉的菌丝体寄生在粳米上而成的红曲米;奥利司他胶囊(国药准字H2023131),购于植恩药业有限公司。
薏苡仁-红曲水煎液:红曲10.0 g,薏苡仁30.0 g,加10倍水浸泡0.5 h后煎煮30 min,过滤后加8倍水煎煮30 min,合并滤液,浓缩至50 mL,得0.8 g/mL的薏苡仁-红曲水煎液。
奥利司他水溶液:取奥利司他0.120 g,加入超纯水溶解为3 mg/mL的奥利司他溶液。
取SPF级C57BL6/J小鼠,根据体质量,按照随机分层法分为:对照组(CHOW组),模型组(HFD组),薏苡仁-红曲组(YH组),奥利司他组(OT组),每组8只。除CHOW组外,其他组小鼠均喂食高脂饲料4 w来复制肥胖小鼠模型,若其他组小鼠较CHOW组小鼠体质量增加20%以上,表明造模成
药物干预后进行腹腔葡萄糖耐量实验(intraperitoneal glucose tolerance test,IPGTT):小鼠禁食不禁水12 h,尾尖采血测试空腹血糖,后给予腹腔注射50%葡萄糖,测定并记录0 min,15 min,30 min,60 min,90 min,120 min不同时间内各组动物血糖值变化,计算不同组别小鼠糖耐量曲线下面积(area under the curve,AUC)。
小鼠摘眼球采血,血液样本4 ℃静置1 h,离心(4 ℃,3000 r/min,10 min)后取上层血清,严格按照ELISA试剂盒说明书检测总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三脂(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平。
取肾脏组织块,加入RIPA裂解液,充分研磨组织,于4 ℃、12000 r/min条件下离心15 min,吸取上清液,按照BCA试剂盒方法进行蛋白定量。取20 μg蛋白上样,10%SDS-PAGE电泳(条件为:20 V,15 min;40 V,30 min;100 V,60 min);后以100 V,35 min进行转膜。加入5%牛奶的1×TBST常温封闭1 h后,加入一抗AQP1(稀释比例为1∶1000)和AQP2(稀释比例为1∶5000),4 ℃条件下孵育过夜,1×TBST清洗10 min,重复3次,二抗(稀释比例为1∶10000)室温孵育1~2 h,1×TBST清洗10 min,重复3次,加显影液,放入凝胶成像仪,ImageLab软件分析蛋白条带,以β-actin作为内参蛋白。
通过文献检索收集薏苡仁与红曲活性成分,结果显示莫纳克林X(Monacolin X)、柠檬二烯醇(Sitosterol alpha1)是红曲、薏苡仁的主要活性成分;从PubChem数据库下载Monacolin X、Sitosterol alpha1的SDF格式文件,利用PDB(http://www.rcsb.org/)蛋白数据库获取AQP1及AQP2的PDB格式文件,用CB-DOCK2(https://cadd.labshare.cn/cb-dock2/php/index.php)在线对接服务器,将受体蛋白和配体进行对接得到结合能及对接效果图。
高脂饲料喂养4 w后,HFD组、YH组、OT组小鼠体质量较CHOW组显著增加;给药结束后,YH组、OT组小鼠体质量较HFD组显著降低。见

图1 薏苡仁-红曲对高脂饮食诱导肥胖小鼠体质量的影响
与CHOW组相比较,HFD组、YH组、OT组在注射葡萄糖后30 min血糖显著升高;与HFD组相比,YH组、OT组小鼠注射葡萄糖后60 min及90 min的血糖水平显著降低,糖耐量曲线下面积显著降低(P<0.001,P<0.05)。见

图2 薏苡仁-红曲对高脂饮食诱导肥胖小鼠IPGTT的影响
A.各组小鼠腹腔注射葡萄糖后不同时间段的血糖水平;B.各组小鼠糖耐量曲线下面积;与CHOW组对比
与CHOW组相比,HFD组TC、TG、LDL-C水平均显著升高(P<0.05或P<0.001),HDL-C水平显著降低(P<0.001);与HFD组相比,HY组、OT组小鼠TG、LDL-C、TC水平显著降低(P<0.05,或P<0.01,或P<0.001),HDL-C水平显著升高(P<0.001)。见

图3 薏苡仁-红曲对高脂饮食诱导肥胖小鼠血脂的影响
A.各组小鼠TC水平;B.各组小鼠TG水平;C.各组小鼠LDL-C水平;各组小鼠HDL-C水平;与CHOW组对比
与CHOW组相比,HFD组小鼠肾脏中AQP1和AQP2蛋白表达水平显著升高(P<0.05,P<0.01);与HFD组相比,YH组肾脏中AQP1和AQP2蛋白表达水平显著降低(P<0.05,P<0.01),OT组小鼠肾脏中AQP1蛋白表达水平显著降低(P<0.05)。见

图4 薏苡仁-红曲对高脂饮食诱导肥胖小鼠肾脏AQP1(左)、AQP2(右)蛋白表达的影响
与CHOW组对比
通过文献检索,筛选得到薏苡仁与红曲的主要活性成分为Monacolin X及Sitosterol alpha1,其结构式如


图5 Monacolin X(左)与Sitosterol alpha1(右)结构式
主要成分 | AQP1(3D9S) | AQP2(8OEE) |
---|---|---|
Monacolin X | -7.8 | -8.1 |
Sitosterol alpha1 | -8.8 | -8.5 |

图6 Monacolin X、Sitosterol alpha1与AQP1、AQP2蛋白分子对接
肥胖是由于人体脂肪组织过度堆积引发的慢性代谢性疾病,其全球流行率逐年攀升且危害日益严峻:作为能量代谢失衡的病理基础,肥胖不仅通过胰岛素抵抗、慢性炎症等多途径引发心血管疾病、糖尿病等重大慢病,更与多种恶性肿瘤风险增加显著相
薏苡仁淡渗利湿之功显著;红曲具有健脾消食、温运脾阳、活血通络的功效。薏苡仁与红曲配伍,一凉一温,凉温相济,使得薏苡仁祛湿而不助热,红曲温脾而不生燥,二者共同作用于脾胃。然而,二者对机体肾脏功能的恢复也可起到极大的促进作用。其中,薏苡仁的利湿作用有助于调节机体的水液代谢平衡,减轻肾主水的负担;薏苡仁、红曲健脾的功效可使脾土健旺,从而为肾水提供更好的滋养和制约,有利于肾脏功能恢复正常;“血不利则为水”,血流不畅可加重水液代谢障碍,而红曲活血通络,可改善肾的血液循环,促进水液代谢。二者配伍,有助于恢复脾、肾的正常功能状态,使留滞体内的病理产物得以祛除,从而使机体恢复正常体重状态。
本研究通过观察体质量、IPGTT、血脂四项等指标,明确薏苡仁-红曲对高脂饮食诱导肥胖小鼠的改善作用。结果表明,薏苡仁-红曲能有效改善肥胖小鼠体质量、血糖水平、血脂四项水平。这说明薏苡仁-红曲能有效改善肥胖小鼠的肥胖状态,使其胰岛素抵抗减轻,体内脂肪堆积减少。
现代医学认为水液代谢与水通道蛋白息息相关,水通道蛋白可以快速调节细胞自身体积与渗透压。中医理论认为“肾主水”,肾脏主宰津液运输,是调节机体水液平衡的主要器官,若肾元亏虚,则会导致水液代谢发生异
此外,本研究还通过文献调研、筛选得到Monacolin X、Sitosterol alpha1等为薏苡仁-红曲的主要活性成分,并进一步分子对接明确活性成分与AQP1、AQP2蛋白结合的能力,结果表明Monacolin X、Sitosterol alpha1与AQP1和AQP2结合能较低且能形成氢键,具有良好的结合效果。
上述结果表明,薏苡仁-红曲可能通过调控水通道蛋白AQP1和AQP2的表达来改善高脂饮食诱导的小鼠肥胖,其活性成分可能是Monacolin X、Sitosterol alpha1。然而,本研究水平尚不深入,薏苡仁-红曲如何通过调节水通道蛋白的表达和功能来影响脂肪代谢和能量平衡的具体机制尚未完全阐明。后续本研究团队将进一步探讨薏苡仁-红曲如何通过调节水通道蛋白来影响脂肪代谢和能量平衡,以及这些作用是否与其他代谢途径相互作用。本研究初步阐明了薏苡仁-红曲对肥胖的治疗作用,为肥胖和代谢综合征的中医药治疗提供新的方案,亦对肥胖的临床合理用药提供一定的参考意义。
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