滨州医学院宓伟副教授等：基于AMPK/SREBP-1c分子通路的山楂原花青素调控脂质代谢机制

2023-12-04 20:09:13

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山楂原花青素（HPC）是由表儿茶素和儿茶素缩合而成的一种来源于山楂的低聚体多酚化合物，山楂鲜果中原花青素的含量高达4 mg/g，其抗氧化活性远高于来源于葡萄籽、松树皮等的高聚体原花青素。本课题组前期研究表明，HPC具有良好的抗肿瘤、抗氧化等生物活性，经体内外质量评价已明确其有效的药效浓度范围。

滨州医学院公共卫生与管理学院的宓伟、于敏、陈彩云*等人采用高脂膳食诱导动物模型，以非诺贝特为阳性对照，探讨HPC靶向作用于AMPK/SREBP-1c分子信号通路调控脂质代谢的机制，为高脂血症防治、寻找靶向天然植物药提供实验依据。

1 HPC对高脂血症大鼠脂质代谢的影响

1.1 各组大鼠的一般情况

采用随机数字表法将大鼠分为空白对照组（BCG），高脂血症模型组（HMG），H P C 低、中、高剂量组（HPCLDG、HPC-MDG、HPC-HDG）、非诺贝特阳性对照组（itive group，FPG）。

实验中大鼠无死亡，BCG大鼠皮肤光洁，一般状况和精神状态良好。HMG大鼠毛色暗淡，不爱动，饮食饮水量增加，大便小便增多，体质量明显增加。HPCMDG、HPC-HDG和FPG大鼠一般情况和精神状态均有所改善，HPC-HDG的效果接近FPG。

如图1所示，BCG大鼠摄食量总体趋于平稳，与BCG比较，HMG大鼠摄食量极显著增高（P＜0.01）；与HMG比较，HPC各剂量组和FPG大鼠摄食量有所下降，且HPC-HDG和FPG大鼠摄食量极显著下降（P＜0.01），表明高剂量HPC能有效改善高脂血症大鼠的摄食量。

1.2 各组大鼠的体质量、肝质量和肝指数变化

如表2所示，造模7 周后，与BCG比较，HMG大鼠体质量、肝质量和肝脏指数均显著升高（P＜0.05）。与HMG比较，HPC-MDG、HPC-HDG和FPG大鼠体质量、肝质量和肝脏指数均有不同程度降低（P＜0.05）。说明HPC能够降低高脂血症大鼠的体质量、肝质量和肝脏指数，高剂量HPC效果更明显。

1.3 各组大鼠血清脂质浓度的变化

如表3所示，与BCG比较，HMG大鼠血清TG、TC和LDL-C浓度均极显著升高，HDL-C浓度极显著下降（P＜0.01）。与HMG比较，HPC-HDG和FPG大鼠血清TG、TC和LDL-C浓度极显著下降，HDL-C浓度极显著升高（P＜0.01），且HPC对大鼠血清中脂质浓度的影响有一定的剂量依赖性，说明HPC能降低高脂血症大鼠血清中的TG、TC、和LDL-C浓度，提高HDL-C浓度，使其各项异常指标恢复正常，改善大鼠血脂紊乱。

1.4 各组大鼠肝脏匀浆脂质浓度的变化

如表4所示，与BCG比较，HMG大鼠肝脏TG、TC和LDL-C浓度均极显著升高，HDL-C浓度极显著下降（P＜0.01）。与HMG比较，HPC-HDG和FPG大鼠肝脏TG、TC和LDL-C浓度极显著下降，HDL-C浓度极显著升高（P＜0.01），且HPC对大鼠肝脏中脂质浓度的影响有一定的剂量依赖性，表明HPC能改善大鼠肝匀浆中异常的脂质水平，且高剂量HPC效果更明显。

2 各组大鼠肝脏病理学组织变化观察

如图2所示，BCG大鼠肝组织结构完整，肝小叶结构无异常。HMG大鼠肝脏出现重度弥漫性肝组织变性，肝小叶结构紊乱，肝细胞体积增大，胞浆疏松，出现数量、大小不一的脂肪空泡，有一定的脂肪堆积。与HMG大鼠相比，HPC各剂量组预防性干预后，随HPC剂量增加大鼠肝细胞脂肪变性逐渐改善。FPG大鼠肝细胞脂肪变性基本恢复正常，高剂量HPC与非诺贝特干预效果接近。

3 各组大鼠肝脏AMPK mRNA和p-AMPK蛋白的相对表达量

如图3所示，与BCG相比，HMG大鼠肝脏AMPK mRNA 和p-AMPK蛋白相对表达量均极显著下降（P＜0.01）。与HMG比较，HPC-MDG、HPC-HDG和FPG大鼠肝脏AMPK mRNA和p-AMPK蛋白相对表达量均极显著上升（P＜0.01），高剂量HPC与非诺贝特效果相当，表明HPC能使AMPK转录增加，并使AMPK发生磷酸化。

4 各组大鼠肝脏SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS mRNA和蛋白相对表达量

如图4所示，与BCG相比，HMG大鼠肝脏SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS mRNA和蛋白相对表达量均极显著升高（P＜0.01）。与HMG比较，HPC-HDG和FPG大鼠肝脏SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS mRNA和蛋白相对表达量均极显著下降（P＜0.01），HPC-HDG效果与FPG相当。结果表明经HPC作用活化的AMPK进一步通过分子通路使参与脂肪分解代谢的负调控因子SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS的转录和翻译水平降低，促进脂肪氧化分解代谢，抑制脂质合成。

5 各组大鼠肝脏CPT1、PGC-1α mRNA和蛋白相对表达量

如图5所示，与BCG相比，HMG大鼠肝脏CPT1、PGC-1 αmRNA 和蛋白相对表达量均极显著降低（P＜0.01）。与HMG比较，HPC-HDG和FPG大鼠肝脏CPT1、PGC-1α mRNA和蛋白相对表达量均极显著升高（P＜0.01），高剂量HPC和非诺贝特效果相当。结果表明经HPC活化的AMPK能促进脂质分解代谢正调控因子CPT1、PGC-1α的转录和翻译，加速脂肪氧化分解，且具有剂量依赖性。

讨论

本研究采用高脂饲料喂养大鼠建立高脂血症动物模型，实验结束后，HMG大鼠摄食量、体质量、肝质量和肝脏指数均显著或极显著高于BCG大鼠（P＜0.05、P＜0.01），HMG大鼠血脂各项指标均出现异常；与HMG大鼠比较，HPC-HDG大鼠体质量、肝质量和肝脏指数均有不同程度的下降（P＜0.05），大鼠血清和肝脏匀浆的TG、TC、LDL-C浓度极显著下降，而HDL-C浓度极显著升高（P＜0.01），说明高剂量HPC可以明显改善高脂血症大鼠血脂代谢紊乱。肝脏病理学组织HE染色结果显示，与BCG大鼠比较，HMG大鼠肝脏出现重度弥漫性肝组织变性，与HMG大鼠相比，HPC-HDG大鼠肝细胞脂肪变性基本恢复正常。

在脂质代谢过程中，AMPK对多种代谢酶及转录因子起关键调控作用。AMPK广泛存在于真核细胞中，是由α-、β-和γ-亚基构成异源三聚体的一种高度保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。激活的AMPK转变成p-AMPK，直接磷酸化SREBP-1c的Ser372的识别位点使其转录能力下降，抑制下游FAS和TC合成酶的表达，减少脂质合成。GPAT1是催化TG合成的一种关键限速酶，AMPK能促进线粒体外膜上的GPAT1磷酸化，降低其生物活性，导致脂肪酸氧化增加，减少脂质在肝细胞内的累积。ACC有ACC1和ACC2两种异构体，由于活化的AMPK可以使其磷酸化而失活，而失活的ACC1可抑制脂肪酸的从头合成途径，失活的ACC2可以提高CPT1的活性而促进线粒体中脂肪酸的β-氧化分解。

本研究结果显示，与HMG比较，HPC-HDG和FPG大鼠肝脏AMPK mRNA和p-AMPK蛋白相对表达量均极显著上升（P＜0.01），SREBP-1c、GPAT1、ACC、FAS mRNA和蛋白相对表达量均极显著下降（P＜0.01），CPT1、PGC-1α mRNA和蛋白相对表达量均极显著升高（P＜0.01）。结果表明HPC可抑制SREBP-1c基因的转录和蛋白表达，从而抑制下游脂肪酸和胆固醇合成酶的表达，减少脂质合成；同时，通过下调GPAT1表达以降低GPAT1活性，减少肝细胞内脂质的积累。p-AMPK磷酸化ACC和FAS使两者失活，而失活的ACC和FAS可阻止乙酰辅酶A（CoA）羧化成丙二酰CoA，同时活化CPT1和PGC-1α，促进脂肪酸β-氧化，抑制脂质合成，减少肝脏脂质生成，从而达到改善脂质代谢紊乱的效果。

综上所述，HPC能有效干预大鼠高脂血症，并能在一定程度上逆转脂质代谢紊乱的发展，其作用机制可能与通过AMPK/SREBP-1c信号通路调控脂质代谢、改善线粒体功能，从而减轻肝脏损伤密切相关。

本文《基于AMPK/SREBP-1c分子通路的山楂原花青素调控脂质代谢机制》来源于《食品科学》2023年44卷第15期129-136页，作者：宓伟，于敏，李宁，石塔拉，陈彩云。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220823-281。

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