文摘

我们调查了apocynin对高脂肪饮食的影响,(HFD)诱导C57BL / 6小鼠胰岛素抵抗。HFD 12周后,小鼠表现出胰岛素抵抗apocynin然后收到5周(2.4 g / L,在水里)。apocynin治疗后,空腹血糖、胰岛素和葡萄糖耐量试验显示显著改善胰岛素敏感性HFD-fed老鼠。我们表明,血清肿瘤坏死因子水平(肿瘤坏死因子-)、白细胞介素- 6 (il - 6)和瘦素与apocynin治疗显著降低。我们还发现mRNA的表达TNF -、il - 6和单核细胞化学引诱物蛋白1 (MCP-1)在肝脏和肿瘤坏死因子- mRNA的表达il - 6, MCP-1,瘦素在脂肪组织被apocynin镇压。此外,转录因子NF -的活性B在肝脏明显抑制apocynin治疗。这些结果表明,apocynin可以减少血液中炎性因子,肝脏和脂肪组织,从而在改善胰岛素抵抗HFD-fed老鼠。

1。介绍

胰岛素抵抗是2型糖尿病的关键机制(1]。越来越多的证据表明,炎症中扮演一个重要的角色在胰岛素抵抗的形成2]。肝脏和脂肪组织的炎症状态,主要insulin-resistance-related器官对胰岛素敏感性的整个身体至关重要3,4]。

在肝脏炎症的发展,肝细胞暴露于肿瘤坏死因子等细胞因子增加α(肿瘤坏死因子-α)、白细胞介素- 6 (il - 6)和单核细胞化学引诱物蛋白1 (MCP-1) [5]。这些细胞因子是由核因子kappa-B (NF -κB) (6,7]。大量的研究表明,肝NF -κB激活与全身炎症的发展,导致胰岛素抵抗[8,9]。此外,脂肪组织是一个活跃的内分泌器官分泌大量发病炎症相关,细胞因子和趋化因子。TNF的表达αil - 6, MCP-1,瘦素调节肥胖老鼠的脂肪组织是与胰岛素抵抗密切相关10- - - - - -12]。

有趣的是,一些研究报道,在开发过程中氧化应激可以诱导炎症胰岛素抵抗[13,14]。氧化应激诱导的过量的活性氧(ROS)可以激活NF -κB (15]。抗氧化剂已报告强有力地抑制NF -的激活κB在肝脏16- - - - - -18]。此外,增加脂肪细胞氧化应激导致细胞因子的失调而发病,包括脂联素、MCP-1, il - 6,纤溶酶原激活物inhibitor-1 (PAI-1) [19,20.]。因此,抗氧化剂在脂肪组织还报道,以减少炎症,最终改善胰岛素抵抗(21,22]。

Apocynin (4-hydroxy-3-methoxy-acetophenone)是一个组成部分喜马拉雅山草Picrorhiza kurrooa罗伊尔(玄参科),被认为是一种抑制剂的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶和广泛应用是一种抗氧化剂的研究。此外,apocynin还展品抗炎作用在先前的研究23,24]。这是证明apocynin抑制NF -κB在自发性高血压大鼠(25),表达下调TNF -α蛋白表达在冠状动脉(26),减少血管细胞粘附molecule-1 (VCAM-1)引起的肿瘤坏死因子-α在静脉内皮细胞27多形核粒细胞趋化作用[],减少28),抑制在小鼠气道腔(过氧亚硝基29日),减毒inflammation-mediated人体关节软骨(软骨的破坏活动30.),并降低环氧合酶(COX) 2表达在人类单核细胞(31日]。由于胰岛素抵抗炎症在《创世纪》中扮演的关键角色,是合理的推测,apocynin可以改善胰岛素抵抗通过抑制炎症。然而,没有研究进行检查apocynin对炎症的影响及其后续对胰岛素抵抗的影响。

在这项研究中,C57BL / 6小鼠与高脂肪饮食喂养(HFD)建立胰岛素抵抗的影响为研究apocynin在血液中炎性因子的表达,肝脏和脂肪组织,然后评估改善胰岛素敏感性与apocynin治疗。

2。方法

2.1。动物和实验过程

前不久雄性C57BL / 6小鼠用于本研究从动物中心购买,扬州大学(江苏扬州,中国)。与高脂肪食物的老鼠(60%千卡脂肪,20%千卡碳水化合物,20%千卡蛋白质,广州动物实验中心,广州,中国),或与正常食物的饮食(千卡碳水化合物千卡脂肪10%,70%,20%千卡蛋白质)经过一个星期的适应时间。老鼠一直在12小时光,12小时黑暗周期和美联储随意。HFD-fed老鼠喂养12周后,显示明显的胰岛素抵抗表型正常饮食相比对照组(ND-Con)。然后,我们随机将他们分成两组每组小鼠(6)。一组正常水(HFD对照组,HFD-Con),而另一组apocynin (2.4 g / L)溶解在喝水(HFD-Apo apocynin集团),另一个和HFD五周。小鼠禁食12小时后牺牲。鉴于ketamine-xylazine(130/8.8毫克/公斤)后,其组织是收获,称重,液氮快速冻结,存储直到使用。每周膳食摄入量和体重记录。所有程序都是通过南京大学的动物保健和使用委员会。

2.2。等离子体参数

小鼠禁食12小时,收集血液样本轨道的麻醉下窦。在15000×g 1分钟,离心后的上层的血样分离并受测量的瘦素,TNF -α,和il - 6水平与ELISA试剂盒(美国GA RayBiotech, Norcross)。血浆胰岛素测定小鼠胰岛素ELISA试验设备(Linco,查尔斯,密苏里州,美国)。

2.3。腹腔内葡萄糖耐量测试(IPGTTs)

老鼠IPGTTs前禁食6小时。葡萄糖的浓度腹腔内注射1克/公斤体重。血糖测量得到的尾巴在0,30、60、120分钟。血糖水平测定,每间隔表示一个触摸概要血糖仪(强生,新布伦瑞克,新泽西州,美国)。

2.4。定量PCR分析

总RNA提取小鼠的肝脏和附睾脂肪组织试剂盒(豆类生物、志贺、日本)。互补脱氧核糖核酸的合成是由M-MLV逆转录酶(Toyobo,大阪,日本)。执行定量实时PCR与SYBR预混料Taq交货(豆类生物、志贺、日本),使用StepOne实时PCR系统根据制造商的指示(美国应用生物系统公司,培育城市,CA)。本研究中使用的引物对表中列出1。最终结果是规范化的反对β肌动蛋白基因的表达。

2.5。NF -κB活性测定

核蛋白质提取物是从肝组织核提取设备准备(活动主题,卡尔斯巴德,CA)根据制造商的指示。蛋白质浓度与布拉德福德被量化分析,和等量的蛋白质被用于比色NF -κB分析特定p65亚基的活性形式的NF -κB(反式NF -κB p65设备;活动主题,卡尔斯巴德,CA)。

2.6。统计分析

数据表示为±SEM的手段。值是由单向方差分析其次是LSD和差异被认为是重要的如果。

3所示。结果

3.1。Apocynin对增长的影响参数

HFD-fed老鼠的apocynin对体重的影响如图1(一)。HFD-Apo组和HFD-Con组的体重是相似的(),明显高于ND-Con组到3周后治疗apocynin ()。从第四周到实验的最后,HFD-Apo组的体重明显低于HFD-Con集团()。实验期间的平均摄入量HFD-Con和HFD-Apo组显著低于ND-Con组(,图1 (b)),而能量摄入组之间无显著差异(,图1 (c))。

3.2。Apocynin对胰岛素敏感性的影响,空腹血糖、空腹胰岛素

IPGTTs牺牲前进行小鼠评估葡萄糖耐量(图2(一个))。曲线下的面积(AUC)参数采用葡萄糖耐量指数(图2 (b))。AUC显著高于在HFD-Con组相比ND-Con组()。AUC HFD-Apo组显著低于HFD-Con组()。结束的时候IPGTTs、空腹血糖和空腹胰岛素水平HFD-Con组明显高于ND-Con集团()。Apocynin管理显著改善空腹血糖(图2 (c)HFD-Apo组)和空腹胰岛素相比HFD-Con组(图2 (d))(职责)。

3.3。Apocynin对全身炎症的影响

血清炎性细胞因子水平数据所示3(一个)- - - - - -3 (c)。肿瘤坏死因子的水平αHFD-Con集团、il - 6和瘦素显著高于ND-Con集团(、职责)。Apocynin治疗显著降低TNF -的水平α瘦素在血清中il - 6, (、职责)。然后我们进一步测试在脂肪组织和肝脏炎症相关的基因表达。

3.4。影响Apocynin在脂肪组织炎症相关的基因表达

HFD-Con集团在脂肪组织基因表达明显高于TNF -展出αil - 6, MCP-1、瘦素和脂联素的表达低于ND-Con集团(、职责)。Apocynin治疗明显降低TNF -α、il - 6、MCP-1,瘦素表达(职责。)(数据4(一)- - - - - -4 (d))。然而,并没有改变脂联素的表达与apocynin治疗后()(图4 (e))。

3.5。Apocynin对炎症相关基因表达的影响和NF -κ在肝脏B活动

在肝脏基因表达TNF -α、il - 6在HFD-Apo MCP-1明显低于HFD-Con组(职责。)(数据5(一个)- - - - - -5 (c))。我们进一步测试了NF -κB活动三个实验的小鼠的肝脏核提取样本组。我们发现,大大减少NF -κB活动来源于apocynin-treated老鼠比来自未经处理的小鼠HFD-fed ()(图5 (d))。

4所示。讨论

我们目前的研究表明,apocynin政府HFD-fed C57BL / 6小鼠可以改善胰岛素敏感性,降低各种血浆炎性细胞因子,抑制炎症相关的基因表达的分子在肝脏和脂肪组织,并减少转录因子NF -的活性κB在肝脏组织。这些结果表明,apocynin可以改善胰岛素抵抗通过抑制炎症HFD-fed C57BL / 6小鼠。

反映现代饮食状况,我们采用C57BL / 6小鼠喂食了HFD千卡从脂肪(60%),12周的这是一个简单的胰岛素抵抗模型。HFD-fed老鼠表现出更高的体重比正常饮食小鼠。虽然食品和能源摄入量没有显著不同,HFD-Con组的体重增加,而HFD-Apo组下降和接近ND-Con组。HFD-fed小鼠表现出明显高于空腹血糖、空腹胰岛素水平,AUC的IPGTT比正常老鼠的控制。Apocynin治疗这些的胰岛素抵抗指数显著下降。

Apocynin是一种抗氧化剂,可以用作NADPH氧化酶的抑制剂。最近,有一些研究涉及apocynin可以改善胰岛素抵抗,与本研究结果一致。Winiarska和他的同事们发现apocynin可以抑制肾糖质新生行动通过抑制氧化应激,导致那些反应在糖尿病兔子32]。另一项研究表明,apocynin政府降低脂肪组织脂质过氧化反应和过氧化氢导致血浆葡萄糖和胰岛素抵抗的改善KKAy老鼠,2型糖尿病的转基因动物模型(33]。此外,apocynin是保护性的抗氧化效果在糖尿病肾病34,35),在糖尿病患者内皮功能障碍(36,37),在糖尿病骨骼肌线粒体功能障碍(38]。然而,没有一个先前的研究集中在抗炎apocynin对胰岛素抵抗的影响。

炎症被定义为胰岛素抵抗在上世纪一个重要贡献者。生产过剩的炎症因素会导致胰岛素抵抗。相比之下,抑制炎症因素可能改善胰岛素抵抗(39,40]。链接炎症和胰岛素抵抗的分子途径包括各种细胞因子和adipocytokines如TNF -αil - 6, MCP-1、瘦素和脂联素(2]。肿瘤坏死因子-的循环水平很高α、il - 6和瘦素被认为是胰岛素抵抗的标志(10,41,42]。

肝脏和脂肪组织胰岛素两个主要行动器官。肝脏和脂肪组织的炎症状态会直接影响系统性炎症伴随胰岛素抵抗状态。炎症相关的转录因子NF -κB在肝脏被认为是诱导胰岛素抵抗的一个重要因素。增加肝NF -κB活动可能导致深远的肝胰岛素抵抗和温和的系统性胰岛素抵抗[8]。此外,作为转录因子NF -κB在肝脏调节多种细胞因子的表达。一旦NF -κB被激活,肿瘤坏死因子的基因表达α、il - 6和MCP-1无度地增加(6,7]。脂肪组织内分泌功能和肥胖导致慢性低度炎症和加强协会的概念的核心作用在调节obesity-linked脂肪组织胰岛素抵抗[43]。实际上已经发现脂肪组织贡献15 - 35%的身体的基底il - 6和一个大的循环全身TNF -α(44]。脂肪组织巨噬细胞(atm)被证明是主要负责生产TNF -升高(45)和il - 6在肥胖(46]。MCP-1可以促进巨噬细胞浸润到脂肪组织和影响脂肪组织的atm机的数量,进而影响TNF的表达α和il - 6。此外,瘦素是脂肪组织几乎完全表达。所以在脂肪组织瘦素的基因表达直接影响血液中瘦素水平。

Apocynin是传统的抗氧化剂。然而,哈特和他的同事们发现,apocynin可以减少炎症以及超氧化物阴离子(47]。之后,许多研究已经证明,apocynin可以调节炎症因子的生产产量在体外(27- - - - - -31日),在活的有机体内(25,33,48]。在目前的研究中,我们调查了apocynin对炎症状态的影响通过HFD-induced C57BL / 6小鼠胰岛素抵抗。我们的研究结果表明,肿瘤坏死因子的基因表达α、il - 6和MCP-1在肝脏和肿瘤坏死因子的基因表达α,il - 6、MCP-1和HFD喂养后在脂肪组织瘦素调节老鼠。Apocynin政府镇压这些炎性因子的表达,从而减少循环TNF -α、il - 6和瘦素的水平通常伴随胰岛素抵抗。

此外,我们发现apocynin能减少肝NF -的活性κB有助于改善胰岛素抵抗在肝脏和整个身体。抗氧化剂apocynin如何减少NF -κ活动吗?有令人信服的证据表明,在许多细胞类型,ROS如过氧化氢和过氧化物阴离子产生重大影响的释放和核易位NF -κB复杂和NF -感应的κB目标基因(49,50]。NADPH氧化酶、活性氧的主要来源、触发器的生产超氧化物阴离子(51,52]。因此,它是合理的,apocynin NADPH氧化酶的抑制剂,抑制NF -κB的活动。我们的结果是同意Pechanova和他的同事们进行的一项研究曾apocynin在自发性高血压大鼠。6周的治疗后,apocynin显著降低NF -的活性κB在左心室(25]。虽然在目前的研究中,我们已经证明apocynin能改善炎症状态和抑制NF -的活性κB在肝脏,其他炎症信号通路的变化和胰岛素信号仍然未知。进一步的调查将会在我们的实验室进行。

总之,apocynin有潜力改善胰岛素敏感性通过改善血液中的炎症状态,肝脏和脂肪组织的C57BL / 6小鼠胰岛素抵抗被HFD诱导。因此,apocynin治疗胰岛素抵抗是一种很有前途的代理。

确认

这项研究得到了国家自然科学基金(30671004)和中国江苏省自然科学基金(BS2006006)。