黄芪组份刺芒柄花素调控白色脂肪细胞褐色化的分子机制研究

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1、分类号：Q7单位代码：10183研究生学号：研2015772054密级：公开黄芪组份刺芒柄吉林大学花素调硕士学位论文控白色（学术学位）脂肪黄芪组份刺芒柄花素调控白色脂肪细胞褐色化的分子机制研究细胞Thestudyofthemolecularmechanismontheadipocytebrowning褐色regulatedbythenaturalcompoundformononetinderivedfrom化的AstragalusMembranaceus分子机制作者姓名：赵世亭研究专业：生物医学工程研究方向：代谢疾病分子机理的研究赵指导教师：周余来教授世亭培养单位：吉

2、林大学药学院吉林大学2018年6月黄芪组份刺芒柄花素调控白色脂肪细胞褐色化的分子机制研究ThestudyofthemolecularmechanismontheadipocytebrowningregulatedbythenaturalcompoundformononetinderivedfromAstragalusMembranaceus作者姓名：赵世亭专业名称：生物医学工程指导教师：周余来教授学位类别：医学硕士答辩日期：2018年5月中文摘要肥胖的主要诱因是体内能量消耗与能量摄取失衡。因此增加能量消耗或减少能量摄取是治疗肥胖的有效途径。白色脂肪组织将能量以甘油三酯

3、的形式储存，而褐色脂肪组织将能量以热量的形式散发。在寒冷等条件刺激下，白色脂肪组织中会产生一种褐色脂肪类似细胞，这种细胞被称为米色脂肪细胞，该过程被称为白色脂肪细胞褐色化。白色脂肪细胞褐色化能够提高机体能量消耗，是治疗肥胖及其相关代谢疾病的有效方法。已知多种途径可以促进白色脂肪细胞褐色化，如冷处理、锻炼、激素及代谢调节。然而，用于临床上的高效又安全的药物却极少。米色脂肪细胞和褐色脂肪细胞的共同特征是高表达线粒体内膜上的解偶联蛋白1(Ucp1)。Ucp1可以将质子动力势转化为热量，从而增强能量消耗。我们利用实验室构建的Ucp1-2A-luciferase敲入小鼠模型筛选

4、了20种传统中草药，发现黄芪在体外能够有效提高Ucp1的表达量，促进白色脂肪细胞褐色化。对其进行单一组份分析发现，刺芒柄花素(formononetin)是其发挥产热功能的关键成分。实时定量PCR技术(qPCR)检测发现，刺芒柄花素可以有效提高褐色脂肪细胞特异性基因的表达量；免疫荧光染色进一步表明，刺芒柄花素可以在蛋白水平上增加UCP1表达，进一步支持了以上观点。Seahorse分析仪显示刺芒柄花素可增加线粒体解偶联呼吸。因此，刺芒柄花素在体外可以促进白色脂肪细胞褐色化，提高能量消耗。C57BL6/J雄性小鼠高脂喂养8周后，分别进行刺芒柄花素药物及对照组处理8周。研究结

5、果显示，刺芒柄花素药物处理小鼠的体重明显低于对照组小鼠体重，并且表现出更多的能量消耗。实验小鼠腹股沟白色脂肪组织(iWAT)和性腺周围白色脂肪组织(eWAT)的重量都显著低于对照组，肩胛褐色脂肪组织(BAT)的重量无明显变化。这些结果都充分表明刺芒柄花素可以减少小鼠的脂肪含量。葡萄糖耐受实验(GTT)表明，刺芒柄花素处理可以增强小鼠的胰岛素敏感性。对小鼠的BAT、iWAT、eWAT脂肪组织进行苏木精-伊红染色法(H&E染色)处理发现，相比对照组，刺芒柄花素处理后的脂肪组织脂滴明显变小变多，表明其褐色化现象增加。刺芒柄花素处理后的小鼠iWAT，eWAT，BAT部位褐色脂

6、肪细胞特异性基因Prdm16，Dio2，PGC-1α，Cidea表达量均显著升高。Westernblot结果显示，在小鼠的iWAT，BAT中UCP1蛋白表达水平增强。研究发现，刺芒柄花素与罗格列酮具有相同的分子靶点PPARγ。PPARγ活性检测实验结果显示，刺芒柄花素和罗格列酮剂量依赖性促进了荧光素酶活性。PPARγ的敲除极大地降低了刺芒柄花素诱导的脂肪细胞产热能力。AlphaScreen结合实验进一步证明了刺芒柄花素可以直接结合PPARγ发挥其促产热功能。刺芒柄花素可以直接作用于PPARγ，PPARγ又可以与RXR可以形成异源二聚体，共同促进Ucp1在脂肪细胞中的表

7、达。综上所述，我们得出结论，黄芪组份刺芒柄花素作为核激素受体PPARγ的激动剂，能够有效调控白色脂肪细胞褐色化，减少肥胖及其相关代谢疾病的发生。关键词：白色脂肪褐色化，刺芒柄花素，解偶联蛋白Ucp1，产热IIAbstractAsobesityresultsfromtheimbalancebetweenenergyconsumptionandenergyintake,itiseffectivetotreatobesitybyincreasingenergyexpenditureorreducingen-ergyintake.Whiteadiposeti