Епігалокатехін-3-галлат збільшує експресію генів, пов’язаних з окисленням жиру в
Судатіп Сае-Тан
1 Департамент харчових наук, Університет штату Пенсільванія, Університетський парк, штат Пенсільванія, 16802
Кімберлі А. Гай
1 Департамент харчових наук, Університет штату Пенсільванія, Університетський парк, штат Пенсільванія, 16802
Мері Дж. Кеннет
2 Департамент ветеринарних та біомедичних наук, Університет штату Пенсільванія, Університетський парк, штат Пенсільванія, 16802
Джошуа Д. Ламберт
1 Департамент харчових наук, Університет штату Пенсільванія, Університетський парк, штат Пенсільванія, 16802
Анотація
(-) - Епігалокатехін-3-галат (EGCG), основний поліфенол у зеленому чаї, запобігає розвитку ожиріння на моделях гризунів. Тут ми дослідили вплив EGCG на маркери окислення жиру у мишей C57bl/6J з високим вмістом жиру. Миші з високим вмістом жиру, які отримували дієтичну EGCG з використанням 0,32% протягом 16 тижнів, мали зменшення приросту маси тіла та кінцевої маси тіла (19,2% та 9,4% відповідно) порівняно з контролем з високим вмістом жиру. Лікування EGCG знизило рівень глюкози в крові натще, інсуліну в плазмі та резистентності до інсуліну на 18,5%, 25,3% та 33,9% відповідно. Лікування EGCG також зменшило маркери жирової хвороби печінки, пов’язаної з ожирінням, у мишей з високим вмістом жиру. Аналіз експресії генів скелетних м'язів показав, що EGCG підвищує рівні мРНК ядерного респіраторного фактора (nrf) 1, ацил-coA-декарбоксилази середнього ланцюга (mcad), роз'єднуючого білка (ucp) 3 та елемента, що реагує на проліфератор пероксисоми (ppar) α, на 1,4-1,9 -кратно порівняно з контролем з високим вмістом жиру. Всі ці гени пов’язані з окисленням жирних кислот у мітохондріях. Крім того, EGCG збільшив фекальну екскрецію ліпідів у мишей з високим вмістом жиру. Підводячи підсумок, виявляється, що EGCG модулює збільшення маси тіла у мишей з високим вмістом жиру як за рахунок збільшення експресії генів, пов’язаних з окисленням жиру в скелетних м’язах, так і шляхом модуляції засвоєння жиру з дієти.
1.0 Вступ
(-) - Епігалокатехін-3-галлат (EGCG) - найпоширеніший і широко вивчений катехін у зеленому чаї (Camellia sinensis, Theaceae) 1. Попередні дослідження показали, що зелений чай та EGCG пригнічують розвиток ожиріння на лабораторних моделях тварин і можуть модулювати масу тіла у людей [розглянуто в 2].
Показано, що лікування мишей C57bl/6J 0,32% дієтичним EGCG протягом 16 тижнів зменшує збільшення маси тіла, спричинене дієтами, маркери діабету II типу та тяжкість ожиріння, пов’язаного з ожирінням жирової хвороби печінки (ORLFD) 3. Аналіз вмісту ліпідів у фекаліях показав, що лікування ЕГКГ збільшувало екскрецію ліпідів у фекаліях, і що це збільшення суттєво корелювало із зменшенням приросту маси тіла. Ліпаза підшлункової залози є основним ферментом травлення, відповідальним за розщеплення тригліцеридів у тонкому кишечнику 4. Раніше було показано, що EGCG інгібує ліпазу підшлункової залози in vitro 5, 6. Нещодавно ми виявили, що опосередковане EGCG інгібування ліпази підшлункової залози є неконкурентним щодо концентрації субстрату (Grove et al., Неопубліковані результати).
Інші останні дослідження показали, що EGCG та зелений чай можуть модулювати експресію генів, пов’язаних з метаболізмом ліпідів. Наприклад, Клаус та ін. повідомляли, що лікування новозеландських чорних мишей 1% дієтичним EGCG протягом 4 тижнів зменшувало збільшення маси тіла та маси жиру, спричиненого дієтою. Аналіз вмісту фекальної енергії показав, що миші, оброблені EGCG, мали більш високий рівень енергії у фекаліях, ніж контролі з високим вмістом жиру, що вказує на те, що EGCG спричиняє порушення всмоктування споживаної дієти енергії. Автори також повідомили, що EGCG підвищує експресію мРНК роз'єднуючого білка (ucp) 2 та ucp3 у печінці та скелетних м'язах відповідно. Ці гени пов'язані з окисленням жирних кислот, і підвищена експресія може пояснити деякі наслідки дії EGCG на збільшення маси тіла. Лікування EGCG також регулювало кілька генів, пов’язаних із синтезом та зберіганням жирних кислот у печінці та білій жировій тканині, включаючи: стеароїл коА дегідрогеназу 1, яблучний фермент та глюкокіназу. Подібний вплив на експресію генів у жировій тканині спостерігали також у мишей C57bl/6J, які отримували EGCG, з високим вмістом жиру 8 .
Порівняно мало повідомляється про вплив EGCG на експресію генів, пов'язаних з ожирінням в скелетних м'язах. Лікування собак бігль із ожирінням 80 мг/кг, перорально екстракт зеленого чаю перед годуванням протягом 12 тижнів не мав значного впливу на масу тіла або масу жиру, проте знизив рівень тригліцеридів у плазмі та покращив чутливість до інсуліну. Аналіз експресії генів показав, що лікування зеленим чаєм збільшує експресію мРНК активованого проліфератором пероксисоми рецептора (ppar) α та ліпопротеїнової ліпази в м'язі. Не спостерігали значного впливу на рівень мРНК транспортера глюкози 4 9. На відміну від цього, Чен та співавт. Не виявили значного впливу EGCG зеленого чаю на експресію pparα або ucp3 в скелетних м'язах щурів з високим вмістом жиру, яких лікували протягом 27 тижнів 10 .
Відмінності між ефектами, що спостерігаються у собаки, та ефектами, що спостерігаються у щурів, можуть бути результатом різниці в біодоступності поліфенолів чаю у цих видів 11, 12. Абсолютна пероральна біодоступність EGCG у щурів становить лише 1,6%, тоді як у собак пероральна біодоступність набагато вища. Наші попередні дослідження показали, що миша більш схожа на людину, ніж щур, з точки зору біотрансформації та біодоступності EGCG 13, 14. З цієї причини та завдяки широкому використанню моделей мишей для вивчення профілактики ожиріння, ми дослідили експресію кількох генів, пов’язаних з окисленням ліпідів, у скелетних м’язах мишей з високим вмістом жиру. Ми порівняли ці зміни із спостережуваним впливом на фізіологічні маркери ожиріння, діабету ІІ типу та ORLFD. Тут ми повідомляємо результати нашого дослідження.
2.0 Експериментальний
2.1 Хімічні речовини та дієта
EGCG (93% чистоти) був придбаний у компанії Taiyo Green Power Company (Цзянсу, Китай). Дієти були підготовлені компанією Research Diets, Inc. (Нью-Брансвік, Нью-Джерсі), і рецептури раніше повідомлялися 3. Праймери для ПЛР у режимі реального часу були синтезовані Genomics Core Facility при Пенсильванському державному університеті (Університетський парк, штат Пенсільванія). Усі інші хімічні речовини були найвищої категорії, комерційно доступні.
2.2 Тварини та лікування
2.3 Глюкоза в крові натще, інсулін у плазмі та інсулінорезистентність
Вимірювання рівня глюкози в крові натощак реєстрували на 0, 4, 8, 10, 12 та 14 тижнях для кожної групи лікування за допомогою ручного монітора глюкози Contour (Bayer Healthcare, Tarrytown, NY). Мишей голодували протягом 7 год після зміни підстилки в клітці (для запобігання копрафагії) і відбору проб крові з хвостової вени. Інсулін у плазмі натще визначали після завершення експерименту, використовуючи ІФА для інсуліну щурів/мишей (Millipore, Billerica, MA) відповідно до протоколу виробника. Інсулінорезистентність оцінювали за кінцевими значеннями глюкози та інсуліну в крові за допомогою оцінки моделі гомеостазу інсулінорезистентності (HOMA-IR) 15: