山楂原花青素(HPC)是由表兒茶素和兒茶素縮合而成的一種來源于山楂的低聚體多酚化合物,山楂鮮果中原花青素的含量高達(dá)4 mg/g,其抗氧化活性遠(yuǎn)高于來源于葡萄籽、松樹皮等的高聚體原花青素。本課題組前期研究表明,HPC具有良好的抗腫瘤、抗氧化等生物活性,經(jīng)體內(nèi)外質(zhì)量評(píng)價(jià)已明確其有效的藥效濃度范圍。
濱州醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生與管理學(xué)院的宓偉、于敏、陳彩云*等人采用高脂膳食誘導(dǎo)動(dòng)物模型,以非諾貝特為陽性對(duì)照,探討HPC靶向作用于AMPK/SREBP-1c分子信號(hào)通路調(diào)控脂質(zhì)代謝的機(jī)制,為高脂血癥防治、尋找靶向天然植物藥提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 HPC對(duì)高脂血癥大鼠脂質(zhì)代謝的影響
1.1 各組大鼠的一般情況

采用隨機(jī)數(shù)字表法將大鼠分為空白對(duì)照組(BCG),高脂血癥模型組(HMG),H P C 低、中、高劑量組(HPCLDG、HPC-MDG、HPC-HDG)、非諾貝特陽性對(duì)照組(itive group,F(xiàn)PG)。
實(shí)驗(yàn)中大鼠無死亡,BCG大鼠皮膚光潔,一般狀況和精神狀態(tài)良好。HMG大鼠毛色暗淡,不愛動(dòng),飲食飲水量增加,大便小便增多,體質(zhì)量明顯增加。HPCMDG、HPC-HDG和FPG大鼠一般情況和精神狀態(tài)均有所改善,HPC-HDG的效果接近FPG。
如圖1所示,BCG大鼠攝食量總體趨于平穩(wěn),與BCG比較,HMG大鼠攝食量極顯著增高(P<0.01);與HMG比較,HPC各劑量組和FPG大鼠攝食量有所下降,且HPC-HDG和FPG大鼠攝食量極顯著下降(P<0.01),表明高劑量HPC能有效改善高脂血癥大鼠的攝食量。
1.2 各組大鼠的體質(zhì)量、肝質(zhì)量和肝指數(shù)變化

如表2所示,造模7 周后,與BCG比較,HMG大鼠體質(zhì)量、肝質(zhì)量和肝臟指數(shù)均顯著升高(P<0.05)。與HMG比較,HPC-MDG、HPC-HDG和FPG大鼠體質(zhì)量、肝質(zhì)量和肝臟指數(shù)均有不同程度降低(P<0.05)。說明HPC能夠降低高脂血癥大鼠的體質(zhì)量、肝質(zhì)量和肝臟指數(shù),高劑量HPC效果更明顯。
1.3 各組大鼠血清脂質(zhì)濃度的變化

如表3所示,與BCG比較,HMG大鼠血清TG、TC和LDL-C濃度均極顯著升高,HDL-C濃度極顯著下降(P<0.01)。與HMG比較,HPC-HDG和FPG大鼠血清TG、TC和LDL-C濃度極顯著下降,HDL-C濃度極顯著升高(P<0.01),且HPC對(duì)大鼠血清中脂質(zhì)濃度的影響有一定的劑量依賴性,說明HPC能降低高脂血癥大鼠血清中的TG、TC、和LDL-C濃度,提高HDL-C濃度,使其各項(xiàng)異常指標(biāo)恢復(fù)正常,改善大鼠血脂紊亂。
1.4 各組大鼠肝臟勻漿脂質(zhì)濃度的變化

如表4所示,與BCG比較,HMG大鼠肝臟TG、TC和LDL-C濃度均極顯著升高,HDL-C濃度極顯著下降(P<0.01)。與HMG比較,HPC-HDG和FPG大鼠肝臟TG、TC和LDL-C濃度極顯著下降,HDL-C濃度極顯著升高(P<0.01),且HPC對(duì)大鼠肝臟中脂質(zhì)濃度的影響有一定的劑量依賴性,表明HPC能改善大鼠肝勻漿中異常的脂質(zhì)水平,且高劑量HPC效果更明顯。
2 各組大鼠肝臟病理學(xué)組織變化觀察



如圖2所示,BCG大鼠肝組織結(jié)構(gòu)完整,肝小葉結(jié)構(gòu)無異常。HMG大鼠肝臟出現(xiàn)重度彌漫性肝組織變性,肝小葉結(jié)構(gòu)紊亂,肝細(xì)胞體積增大,胞漿疏松,出現(xiàn)數(shù)量、大小不一的脂肪空泡,有一定的脂肪堆積。與HMG大鼠相比,HPC各劑量組預(yù)防性干預(yù)后,隨HPC劑量增加大鼠肝細(xì)胞脂肪變性逐漸改善。FPG大鼠肝細(xì)胞脂肪變性基本恢復(fù)正常,高劑量HPC與非諾貝特干預(yù)效果接近。
3 各組大鼠肝臟AMPK mRNA和p-AMPK蛋白的相對(duì)表達(dá)量




如圖3所示,與BCG相比,HMG大鼠肝臟AMPK mRNA 和p-AMPK蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著下降(P<0.01)。與HMG比較,HPC-MDG、HPC-HDG和FPG大鼠肝臟AMPK mRNA和p-AMPK蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著上升(P<0.01),高劑量HPC與非諾貝特效果相當(dāng),表明HPC能使AMPK轉(zhuǎn)錄增加,并使AMPK發(fā)生磷酸化。
4 各組大鼠肝臟SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS mRNA和蛋白相對(duì)表達(dá)量




如圖4所示,與BCG相比,HMG大鼠肝臟SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS mRNA和蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著升高(P<0.01)。與HMG比較,HPC-HDG和FPG大鼠肝臟SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS mRNA和蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著下降(P<0.01),HPC-HDG效果與FPG相當(dāng)。結(jié)果表明經(jīng)HPC作用活化的AMPK進(jìn)一步通過分子通路使參與脂肪分解代謝的負(fù)調(diào)控因子SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS的轉(zhuǎn)錄和翻譯水平降低,促進(jìn)脂肪氧化分解代謝,抑制脂質(zhì)合成。
5 各組大鼠肝臟CPT1、PGC-1α mRNA和蛋白相對(duì)表達(dá)量




如圖5所示,與BCG相比,HMG大鼠肝臟CPT1、PGC-1 αmRNA 和蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著降低(P<0.01)。與HMG比較,HPC-HDG和FPG大鼠肝臟CPT1、PGC-1α mRNA和蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著升高(P<0.01),高劑量HPC和非諾貝特效果相當(dāng)。結(jié)果表明經(jīng)HPC活化的AMPK能促進(jìn)脂質(zhì)分解代謝正調(diào)控因子CPT1、PGC-1α的轉(zhuǎn)錄和翻譯,加速脂肪氧化分解,且具有劑量依賴性。
討論
本研究采用高脂飼料喂養(yǎng)大鼠建立高脂血癥動(dòng)物模型,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,HMG大鼠攝食量、體質(zhì)量、肝質(zhì)量和肝臟指數(shù)均顯著或極顯著高于BCG大鼠(P<0.05、P<0.01),HMG大鼠血脂各項(xiàng)指標(biāo)均出現(xiàn)異常;與HMG大鼠比較,HPC-HDG大鼠體質(zhì)量、肝質(zhì)量和肝臟指數(shù)均有不同程度的下降(P<0.05),大鼠血清和肝臟勻漿的TG、TC、LDL-C濃度極顯著下降,而HDL-C濃度極顯著升高(P<0.01),說明高劑量HPC可以明顯改善高脂血癥大鼠血脂代謝紊亂。肝臟病理學(xué)組織HE染色結(jié)果顯示,與BCG大鼠比較,HMG大鼠肝臟出現(xiàn)重度彌漫性肝組織變性,與HMG大鼠相比,HPC-HDG大鼠肝細(xì)胞脂肪變性基本恢復(fù)正常。
在脂質(zhì)代謝過程中,AMPK對(duì)多種代謝酶及轉(zhuǎn)錄因子起關(guān)鍵調(diào)控作用。AMPK廣泛存在于真核細(xì)胞中,是由α-、β-和γ-亞基構(gòu)成異源三聚體的一種高度保守的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。激活的AMPK轉(zhuǎn)變成p-AMPK,直接磷酸化SREBP-1c的Ser372的識(shí)別位點(diǎn)使其轉(zhuǎn)錄能力下降,抑制下游FAS和TC合成酶的表達(dá),減少脂質(zhì)合成。GPAT1是催化TG合成的一種關(guān)鍵限速酶,AMPK能促進(jìn)線粒體外膜上的GPAT1磷酸化,降低其生物活性,導(dǎo)致脂肪酸氧化增加,減少脂質(zhì)在肝細(xì)胞內(nèi)的累積。ACC有ACC1和ACC2兩種異構(gòu)體,由于活化的AMPK可以使其磷酸化而失活,而失活的ACC1可抑制脂肪酸的從頭合成途徑,失活的ACC2可以提高CPT1的活性而促進(jìn)線粒體中脂肪酸的β-氧化分解。
本研究結(jié)果顯示,與HMG比較,HPC-HDG和FPG大鼠肝臟AMPK mRNA和p-AMPK蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著上升(P<0.01),SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS mRNA和蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著下降(P<0.01),CPT1、PGC-1α mRNA和蛋白相對(duì)表達(dá)量均極顯著升高(P<0.01)。結(jié)果表明HPC可抑制SREBP-1c基因的轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá),從而抑制下游脂肪酸和膽固醇合成酶的表達(dá),減少脂質(zhì)合成;同時(shí),通過下調(diào)GPAT1表達(dá)以降低GPAT1活性,減少肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)的積累。p-AMPK磷酸化ACC和FAS使兩者失活,而失活的ACC和FAS可阻止乙酰輔酶A(CoA)羧化成丙二酰CoA,同時(shí)活化CPT1和PGC-1α,促進(jìn)脂肪酸β-氧化,抑制脂質(zhì)合成,減少肝臟脂質(zhì)生成,從而達(dá)到改善脂質(zhì)代謝紊亂的效果。
綜上所述,HPC能有效干預(yù)大鼠高脂血癥,并能在一定程度上逆轉(zhuǎn)脂質(zhì)代謝紊亂的發(fā)展,其作用機(jī)制可能與通過AMPK/SREBP-1c信號(hào)通路調(diào)控脂質(zhì)代謝、改善線粒體功能,從而減輕肝臟損傷密切相關(guān)。
本文《基于AMPK/SREBP-1c分子通路的山楂原花青素調(diào)控脂質(zhì)代謝機(jī)制》來源于《食品科學(xué)》2023年44卷第15期129-136頁,作者:宓偉,于敏,李寧,石塔拉,陳彩云。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220823-281。