核桃肽通过促进白色脂肪棕色化预防肥胖的作用

文摘   2024-06-14 17:50   海南  
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研究目的:探究核桃肽对促进白色脂肪棕色化及预防肥胖的作用。文章大部分引用自:

付严昆,蔡语铮,冯志强,等.核桃肽通过促进白色脂肪棕色化预防肥胖的作用[J/OL].食品工业科技:1-14[2024-06-14].


由于人们生活水平的提高,高脂、高糖饮食等不良饮食习惯易造成体内脂肪堆积,引起肥胖及相关代谢紊乱[1]。脂肪组织作为一种代谢器官,在调节机体能量方面发挥重要作用,主要分为白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)和棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)两大类[2]。

白色脂肪细胞主要以甘油三酯的形式存储能量,其过量积累和扩增会导致肥胖[3]。棕色脂肪细胞通过燃烧脂肪酸、葡萄糖等底物产热,从而消耗能量[1]。使用营养学干预诱导 WAT 的棕色化来促进能量消耗,是改善代谢健康的新策略之一。


核桃作为传统的健脑食品,是植物蛋白的宝贵来源,约含有 18-24%的蛋白质和丰富的必需氨基酸[4]。核桃蛋白及其生物活性肽具有抗肿瘤、降血糖、抗氧化、 保护心血管、改善记忆等多种生理活性[5],同时核桃肽可以解决食品开发中核桃蛋白溶解性差等的技术瓶颈,基于核桃肽开发个性化健康食品具有广阔的市场前景



研究方法



在 3T3-L1 前脂肪细胞分化过程中加入核桃肽(0.25、1.00 mg/mL),分化成功后检测脂肪细胞脂质积累、线粒体数量、白色脂肪棕色化关键因子蛋白表达水平的变化。

进一步,采用核桃肽(400 mg/ kg BW)干预高脂饮食(high-fat diet,HFD) 雄性 C57BL/6 小鼠 8 周后,监测体重、脂肪组织重量、血脂水平并进行口服葡萄糖耐量试验(Oral glucose tolerance test,OGTT),观察腹股沟白色脂肪组织形态变化,同时检测腹股沟白色脂肪组织中白色棕色化标志物的蛋白表达情况。



研究结果






图 1 核桃肽对 3T3-L1 细胞存活率及脂质积累的影响

A. 相对细胞存活率;B. 油红 O 染色;C. 油红 O 染色 OD 值


图 2 核桃肽对 3T3-L1 脂肪细胞线粒体数量的影响 

A. 激光共聚焦拍摄图(Hoechst 33342:细胞核染色;MitoTracker Red:线粒体染色;Merge:细胞核 和线粒体染色合并图);B. Mito-Tracker Deep Red FM 染色相对荧光强度量化



图 3 核桃肽对 3T3-L1 细胞棕色化关键因子蛋白表达的影响 

A. 免疫印迹图;B. 蛋白相对表达量;C. GW6471 处理的免疫印迹图;D. GW6471 处理的蛋白相对表达量

图 4 核桃肽对高脂饮食小鼠体重及脂肪组织重量的影响 

A. 体重变化曲线 B. 体重增加柱状图 C. 脂肪组织指数

图 5 核桃肽对高脂饮食小鼠血脂水平及葡萄糖耐受能力的影响 

A. TG 含量;B. TC 含量;C. HDL-C 含量;D. LDL-C 含量;E. OGTT; F. OGTT 曲线下面积

图 6 核桃肽对高脂饮食小鼠腹股沟脂肪组织蓄积的影响

A. H&E 染色(上)及 UCP1 免疫组化检测(下);B. 平均脂肪细胞面积百分比;C. UCP1 阳性细胞 数量平均光密度值


图 7 核桃肽对高脂饮食小鼠腹股沟脂肪组棕色化关键蛋白表达的影响

A. 免疫印迹图;B. 蛋白相对表达量


研究发现,对于 HFD 肥胖小鼠,核桃肽可缓解体重过度增加、改善血清血脂水平和葡萄糖耐受能力;同时,核桃肽改善了 HFD 小鼠腹股沟白色脂肪的过度积累,降低平均脂肪细胞面积,增加 UCP1 阳性细胞数量,上调棕色化关键因子 UCP1、PGC-1α、PRDM16、PPARα 的蛋白表达水平。 



总结与展望



本研究利用 3T3-L1 脂肪细胞和 HFD 肥胖小鼠模型,对核桃肽促进白色脂肪棕色化、预防肥胖的作用进行探究。


结果表明,核桃肽具有促进白色脂肪棕色化的效果,能够预防由 HFD 引发的肥胖及代谢紊乱,具有作为抗肥胖功能性食品配料的潜力


参考文献
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[1] LIU X, ZHANG Z, SONG Y, et al. An update on brown adipose tissue and obesity intervention: Function, regulation and therapeutic implications[J]. Frontiers in Endocrinology, 2023, 13: 1065263.

[2] PAN R, CHEN Y. Latest advancements on combating obesity by targeting human brown/beige adipose tissues[J]. Frontiers in Endocrinology, 2022, 13: 884944.

[3] REYES-FARIAS M, FOS-DOMENECH J, SERRA D, et al. White adipose tissue dysfunction in obesity and aging[J]. Biochemical Pharmacology, 2021, 192: 114723.

[4] WEN C, ZHANG Z, CAO L, et al. Walnut protein: A rising source of high-quality protein and its updated comprehensive review[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2023, 71(28): 10525−10542.

[5] LIU D, GUO Y, MA H. Production, bioactivities and bioavailability of bioactive peptides derived from walnut origin by-products: A review[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2023, 63(26): 8032−8047.


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