Зменшення ожиріння алантоїном через активацію імідазоліну I1-рецептора у мишей із високим вмістом жиру, що харчуються дієтою
1 Інститут основних медичних наук, Медичний коледж, Національний університет Ченг Кунга, місто Тайнань 70101, Тайвань
2 Кафедра хірургії, Гаосюнська муніципальна лікарня Сяо-Кан і Медичний університет Гаосюна, місто Гаосюн 81201, Тайвань
3 Інститут медичних наук, Коледж медичних наук, Християнський університет Чанг Юнг, Гуей-Рен, місто Тайнань 71101, Тайвань
Анотація
Відомо, що активація імідазолінового I1-рецептора (I1R) регулює апетит. Повідомлялося, що алантоїн, активний інгредієнт ямсу, покращує метаболізм ліпідів у мишей, що харчуються з високим вмістом жиру (HFD-). Однак вплив алантоїну на ожиріння залишається незрозумілим. У цьому дослідженні ми досліджували вплив алантоїну на ожиріння, спричинене HFD. Хронічне введення алантоїну мишам, яким годували HFD, протягом 8 тижнів суттєво знижувало масу їх тіла, і цей ефект був скасований ефароксаном у дозі, достатній для блокування I1R. Розмір і вага клітин білої жирової тканини епідидиму (eWAT) у мишей, що харчуються HFD, також зменшувалися алантоїном через активацію I1R. Крім того, алантоїн значно зменшив споживання енергії мишами, що харчуються HFD, і це зниження було пов’язане зі зниженням рівня NPY у мозку. Однак ніякого інгібуючого впливу алантоїну на споживання енергії у мишей db/db не спостерігалося. Більше того, алантоїн знижував індуковану HFD гіперлептинемію, і ця активність була скасована блокадою I1R ефароксаном. У сукупності ці дані свідчать про те, що алантоїн може покращити споживання енергії та накопичення eWAT, активуючи I1R для поліпшення ожиріння, спричиненого HFD.
1. Вступ
Ожиріння є основною проблемою для здоров'я. Це провідна причина метаболічного синдрому, і його поширеність у всьому світі зросла протягом 21 століття [1–3]. Ожиріння пов'язане з підвищеним ризиком багатьох ускладнень, таких як серцево-судинні захворювання, діабет 2 типу та деякі типи раку [4, 5]. Фізичні вправи, обмеження дієти та прийом ліків є основними способами поліпшення ожиріння [6–8], але їх ефективність залишається обмеженою. Деякі дослідження показали, що деякі рослинні засоби мають ефект ожиріння [9, 10]. Таким чином, необхідна розробка альтернативного засобу для лікування ожиріння.
Алантоїн відомий як активний інгредієнт ямсу (Діоскорея spp.) [11]. Ямс (Кореневище діоскореї) містить уреїди, включаючи алантоїн, які використовуються для попередження запалення [12, 13]. Ямс - поширена рослина, яка широко використовується в сільському господарстві та в фармацевтичній промисловості. Нещодавно було показано, що деякі трави з Dioscoreaceae покращують симптоми метаболічних захворювань завдяки антигіперліпідемічній та антиоксидантній діям [14, 15]. Показано, що алантоїн активує імідазоліновий I1-рецептор (I1R) на тваринних моделях та клітинних лініях [16]. Крім того, алантоїн послаблює гіперліпідемію та покращує стеатоз печінки завдяки активації I1R для регуляції рецептора фарнезоїду X (FXR), демонструючи, що I1R бере участь у ліпідному гомеостазі [16]. Однак вплив алантоїну на ожиріння залишається неясним. Таким чином, у цьому дослідженні ми досліджували вплив алантоїну на ожиріння, спричинене дієтою (HFD-), та потенційні механізми, що лежать в основі його активності.
2. Матеріали та методи
2.1. Індукція ожиріння у HFD-мишей
Вісім тижневих самців мишей C57BL/6 (20–25 г), отриманих з Центру тварин Національного медичного коледжу університету Ченг Кунга, утримувались у приміщенні з контрольованою температурою (25 ± 1 ° C) протягом 12: 12 год. світло: темний цикл (світло вмикається о 06:00 год). Мишей розділили на дві групи. Одну групу годували стандартною лабораторною дієтою (3,04 ккал/г), а іншу групу - висококалорійною дієтою, що містила 5,16 ккал/г (TestDiet, Річмонд, США, США) протягом 12 тижнів, щоб викликати ожиріння та метаболізм розлади. Мишей db/db отримували від Japan SLC, Inc. (Шидзуока, Японія). Всі процедури на тваринах проводились відповідно до Керівництва з догляду та використання лабораторних тварин Національного інституту охорони здоров’я, а також до вказівок Закону про захист тварин.
2.2. Вимірювання маси тіла та споживання енергії
У попередніх експериментах алантоїн (Sigma-Aldrich, Сент-Луїс, Міссурі, США) зменшував масу тіла мишей, яких годували HFD. Його активність поступово зростала і досягла стабільного плато через 8 тижнів. Таким чином, мишей, яких годували HFD, обробляли алантоїном тричі на день протягом 8 тижнів, а масу тіла вимірювали на початковому рівні (0 тижнів) та на 2-му, 4-му, 6-му та 8-му тижнях експерименту. Крім того, щоденне споживання енергії розраховувалося на основі споживання нормальної чау (3,04 ккал/г) або HFD (5,16 ккал/г).
2.3. Вимірювання споживання енергії у db/db мишей
Мишей позбавляли їжі протягом ночі протягом 12 год (8 вечора – 8 ранку). Мишей зважували, а потім внутрішньочеревно вводили або носій, або алантоїн перед подачею їжі. Кожна миша трималася в ізоляції в клітці. Споживання енергії розраховували протягом 4 год, як описано раніше [17].
2.4. Вимірювання епідидимальних білих жирових тканин
В кінці експериментального періоду мишей забивали під 3% анестезією ізофлураном. Білі жирові тканини епідидиму (eWAT) були виділені та зважені. Потім коефіцієнт eWAT розраховували щодо маси тіла кожної людини.
2.5. Імуносорбційний аналіз на рівні NPY
Гіпоталамус виділяли з пожертвованих мишей та визначали концентрацію NPY. Отримані зразки гомогенізували при 4 ° С в крижаному буфері для гомогенізації, що містить 10 мМ Трис-HCl (рН 7,4), 20 мМ ЕДТА, 10 мМ ЕГТА, 20 мМ
-гліцеролфосфат, 50 мМ NaF, 50 мМ пірофосфат натрію, 1 мМ фенілметилсульфонілфторид, 25
г/мл лейпептину і 25 μг/мл апротиніну - інгібітори протеази в гомогенізаторі тефлон/скло. Гомогенат центрифугували при 6000
g протягом 20 хв при 4 ° C, а супернатант використовували для кількісного визначення NPY. NPY у кожній пробі вимірювали за допомогою комерційно доступного імуноферментного аналізу на мишах (Phoenix Europe GmbH, Карлсруе, Німеччина). Поглинання вимірювали в зчитувачі ELISA SpectraMax 340PC (Molecular Devices Corporation, Union City, CA, USA) при 450 нм.