熱量限制減輕小鼠肝臟氧化應(yīng)激損傷及其與白脂素的關(guān)系

吉曄楠，王文麗，孫思雨，韓夢(mèng)轉(zhuǎn)，賀忠梅

(山西醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 生理學(xué)系 細(xì)胞生理學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山西 太原 030001)

熱量限制(caloric restriction, CR)是在保證機(jī)體功能的前提下，限制每日總熱量攝入的一種措施。CR可延緩老齡相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展，而自由基引起的氧化應(yīng)激損傷是這些疾病的主要發(fā)病機(jī)制[1]，但CR的保護(hù)作用與調(diào)控氧化應(yīng)激的關(guān)系尚未闡明。2016年發(fā)現(xiàn)一種新型白色脂肪肽-白脂素(asprosin)，它的主要靶器官為肝臟，具有促進(jìn)肝糖原分解和升高血糖的作用[2]。推測(cè)CR可調(diào)控肝臟的氧化應(yīng)激狀態(tài)，這種作用可能與調(diào)控白脂素的分泌量有關(guān)。本研究探討CR與白脂素的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料：SPF級(jí)C57雄性小鼠20只(8月齡，體質(zhì)量25～30 g) [許可證號(hào)：SCXK(京)2016-0002]。試劑盒：白脂素(asprosin, 武漢貝茵萊生物科技有限公司)；r-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶(r-GGT, 南京建成生物工程研究所)，超氧化物岐化酶(SOD)活性與丙二醛(MDA)含量(碧云天生物技術(shù))。

1.2 方法

1.2.1 動(dòng)物的分組及處理:將小鼠分為正常飲食組(Ad libi-tum, AL,n=10)和熱量限制組(caloric restriction, CR,n=10)，適應(yīng)性喂養(yǎng)一周后減少喂食量10%，至小鼠體質(zhì)量下降20%時(shí)維持不變。

1.2.2 觀察指標(biāo):記錄小鼠一般狀況和每周體質(zhì)量變化，8周后測(cè)定血糖值和肝質(zhì)量，收集外周血清。

1.2.3 血清白脂素含量、肝臟γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶活性(r-GGT)、SOD活性和丙二醛(MDA)含量的檢測(cè)均按說(shuō)明書操作。

2 結(jié)果

2.1 熱量限制明顯減輕小鼠的體質(zhì)量與肝質(zhì)量:與AL組相比，CR組小鼠毛發(fā)較為光亮，形體纖瘦(圖1A)。8周內(nèi)AL組的體質(zhì)量趨于平穩(wěn)，而CR組則逐漸減輕(圖1B)，到實(shí)驗(yàn)終點(diǎn)，CR組的體質(zhì)量明顯低于AL組 (P<0.001)，并且肝臟質(zhì)量明顯減輕 (P<0.01) (表1)。

A.the mice image after 8 weeks of CR; B.body mass curves of AL and CR group(n=10)圖1 小鼠圖片與體質(zhì)量變化曲線Fig 1 Picture and body mass curves of mice(n=10)

表1 CR 8周后兩組體質(zhì)量與肝質(zhì)量比較

2.2 熱量限制對(duì)小鼠肝臟氧化應(yīng)激水平的影響:與AL組相比，CR組的SOD活性增加了45% (P<0.01)，MDA含量下降50% (P<0.01)；CR組較AL組的肝臟r-GGT活性下降了25% (P<0.01) (表2)。

表2 兩組肝臟組織SOD活性、MDA含量及r-GGT活性比較

2.3 熱量限制明顯降低血清白脂素與血糖水平:CR組的白脂素水平較AL組降低了10% (P<0.05), CR組的血糖水平也明顯低于AL組(P<0.01) (表3)。

表3 兩組血清白脂素與血糖檢測(cè)結(jié)果

3 討論

鑒于與能量過(guò)剩相關(guān)的疾病多發(fā)于中老年個(gè)體，故本實(shí)驗(yàn)選用8月齡小鼠建立CR模型，探究CR對(duì)肝臟氧化應(yīng)激水平的影響及可能機(jī)制。氧化應(yīng)激損傷是脂肪性肝病、病毒性肝炎和肝臟纖維化等多種肝病的共同發(fā)病機(jī)制，而過(guò)量的氧自由基(reactive oxygen species, ROS)產(chǎn)生是氧化應(yīng)激損傷的主要來(lái)源[3]。本研究發(fā)現(xiàn)CR后肝臟的氧化應(yīng)激指標(biāo)(SOD與MDA)明顯改善，肝臟損傷減輕，表明CR可調(diào)節(jié)肝臟的氧化應(yīng)激狀態(tài)。

白脂素是一種新發(fā)現(xiàn)的白色脂肪肽，主要由白色脂肪細(xì)胞分泌，其作用于肝臟后具有升高血糖的效應(yīng)[2]。有報(bào)道白脂素可影響下丘腦AgRP神經(jīng)元的活動(dòng)，激發(fā)食欲；在注入白脂素抗體后，小鼠的食欲和體質(zhì)量均降低，同時(shí)血糖水平得以恢復(fù)[4]。此外，有氧訓(xùn)練亦可調(diào)節(jié)白脂素含量，具有降低體質(zhì)量和血糖的效應(yīng)[5]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CR可有效降低白脂素含量，提示這種作用可能是CR對(duì)機(jī)體保護(hù)的一種機(jī)制。

本研究發(fā)現(xiàn)小鼠CR后肝臟SOD活性明顯增加，而氧化標(biāo)志物MDA含量降低，同時(shí)肝臟損傷指標(biāo)r-GGT活性降低；此外，CR可降低血清白脂素含量與血糖水平，表明CR對(duì)肝臟的保護(hù)作用可能與下調(diào)白脂素含量有關(guān)。