虾青素酯对胰岛素抵抗模型小鼠慢性炎症的影响及作用机制研究
慢性炎症是胰岛素抵抗发生的重要诱因，是多种代谢疾病的共同病理基础。虾青素的主要生物活性有抗氧化及改善机体炎症的作用，其化学结构两端的羟基与脂肪酸结合形成的酯类物质即为虾青素酯。目前，仅有关于虾青素酯抗氧化活性的报道。因此，本文通过饲喂高脂高果糖饲料建立胰岛素抵抗小鼠模型，研究虾青素酯对胰岛素抵抗小鼠慢性炎症的改善作用，并研究其作用机制。结果如下: 利用毒理学研究的方法系统评价虾青素酯的安全性。采用灌胃的方法进行急性毒性试验，结果表明，虾青素酯的最大耐受剂量为21.5g/kg· bw，属实际无毒物质;在此基础上进行了遗传毒性实验和30天喂养实验。遗传毒性实验包括Ames实验、小鼠骨髓微核实验和精子畸形实验。Ames实验结果为阴性，说明虾青素酯对体外原核细胞基因无致突变作用。小鼠骨髓微核实验结果显示虾青素酯剂量组与正常组相比骨髓微核率无显著性差异，提示，虾青素酯对体内动物体细胞染色体无致畸作用。小鼠精子实验结果表明，虾青素酯剂量组精子畸形率相对于正常组无显著性升高，说明虾青素酯不造成体内生殖细胞突变。30天喂养实验结果可知，虾青素酯剂量组与正常组相比，体重、血象和血液生化各指标均无显著性差异，提示虾青素酯对大鼠生长发育、血象、肝功、肾功和心肌损伤均无毒性作用。 实验通过饲喂雄性C57BL/6J小鼠高脂高果糖饲料，建立胰岛素抵抗小鼠模型，研究虾青素酯对模型小鼠慢性炎症的改善作用。结果显示，虾青素酯可显著降低模型小鼠的空腹血糖水平，提高葡萄糖耐受性，降低空腹胰岛素水平和HOMA-IR值，增加QUICKI值，提示虾青素酯可显著改善模型小鼠的胰岛素抵抗。胰岛素抵抗与慢性炎症关系密切，胰岛素抵抗发生的过程中，二者相互影响，相互促进。实验结果表明，虾青素酯可显著改善模型小鼠脂肪组织的炎症浸润，降低胰岛素抵抗小鼠血清中促炎症因子FFA、NO、ROS、TNF-α、IL-6、IL-1β及CRP的含量，提高抗炎性因子脂联素和IL-10的水平。实验更进一步在转录的水平上验证虾青素酯对炎症因子的调控作用，实验结果表明，虾青素酯可显著增加抗炎因子PPAR-γ、脂联素及IL-10的mRNA的表达量，减少促炎因子TNF-α及IL-6 mRNA的表达量。提示，虾青素酯可通过调节体内炎性因子的分泌改善模型小鼠的慢性炎症反应。 NF-κ B通路是炎症启动和调节的关键通路。为探讨虾青素酯干预模型小鼠慢性炎症的机制，本文用qRT-PCR方法研究了虾青素酯对NF-κB通路中关键基因mRNA表达的影响。qRT-PCR结果显示虾青素酯能显著降低IKKβ、NF-κ B基因mRNA的表达，增加IκB-α基因mRNA的表达。提示，虾青素酯可通过抑制NF-κB通路改善小鼠的慢性炎症。 慢性炎症对胰岛素抵抗产生和发展具有重要作用。导致胰岛素抵抗发生的炎症通路主要有IKKβ/NF-κ B、JNK、 iNOS/NO及SOCS信号通路，其中IKKβ、JNK、iNOS及SOCS3可作用于胰岛素抵抗信号转导PI3K/PKB通路关键基因IRS-1，干扰其正常的酪氨酸磷酸化，阻碍胰岛素信号向下游传导。为进一步探讨虾青素酯改善模型小鼠胰岛素抵抗和慢性炎症的机制，本文进一步用qRT-PCR的方法研究了虾青素酯对炎症通路和胰岛素抵抗通路的联结基因，以及PI3K/PKB通路关键基因mRNA表达的影响。qRT-PCR结果显示，虾青素酯可显著降低IKKβ、JNK、iNOS、SOCS基因mRNA表达量，增加IRS-1、PI3K、PKB、GLUT4基因mRNA的表达量。提示，虾青素酯可通过抑制炎症反应起到改善胰岛素抵抗的作用。 本论文首次通过实验研究虾青素酯对胰岛素抵抗小鼠的慢性炎症的影响，并阐明了作用的分子机制。为虾青素酯的抗炎活性研究提供了有力的理论和实验依据;并对虾青素酯进行了毒理学安全性评价，为虾青素酯的开发利用提供科学依据。对开发天然安全的降血糖、改善胰岛素抵抗及抗炎药物具有重要意义。
胰岛素抵抗;慢性炎症;虾青素酯;抗炎活性
中国海洋大学
硕士
食品加工与安全
王静凤
2015
中文
R587;R285.5
76
2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）