川陈皮素通过激活AMP活化蛋白激酶保护高脂饮食诱导的肥胖小鼠的内皮功能

Nobiletin Protects Endothelial Function in High-Fat Diet-Induced Obese Mice Through Activation of 5' Adenosine Monophosphate-Activated Protein Kinase

作者信息Qiaowen Deng, Yuehan Wang, Yifan Yang, Lingchao Miao, Chumin Zhong, Manqin Fu, Wai San Cheang
PMID42197024
期刊Nutrients
发布时间2026-05-14
DOI10.3390/nu18101564

实验完整度

包含体外细胞实验、离体主动脉实验和体内动物实验三个层级,并进行了功能验证(血管舒张)和机制验证(Western blot、抑制剂阻断)

主要模型

高脂饮食诱导的肥胖(DIO)小鼠模型 大鼠主动脉内皮细胞(RAECs) 小鼠离体主动脉环

重点核对

高脂饮食(60 kcal%脂肪)诱导16周 川陈皮素剂量:50 mg/kg/天(口服) 体外高糖浓度:30 mM,处理48小时 AMPK抑制剂Compound C:5 μM 主动脉舒张检测:乙酰胆碱诱导的内皮依赖性舒张

摘要

背景/目的:川陈皮素是柑橘皮的主要成分之一,具有强大的抗氧化、抗炎和代谢调节特性。然而,其对肥胖相关血管病变的作用尚不清楚。我们旨在研究川陈皮素在改善高脂饮食(HFD)诱导的氧化应激和内皮功能障碍中的作用。方法:雄性C57BL/6J小鼠喂食高脂饮食(60 kcal%脂肪)或正常饲料4个月,并口服给予载体或川陈皮素(50 mg/kg/天)8周。用线肌动图仪测量主动脉的血管反应性。从Sprague-Dawley大鼠中分离原代大鼠主动脉内皮细胞(RAECs)进行体外研究。蛋白质表达通过Western blot检测。超氧化物产生通过荧光成像确定。结果:高糖暴露增加了JNK(Tyr185)的磷酸化,降低了Nrf2和HO-1的蛋白质表达,并下调了RAECs中AMPK和eNOS(Ser1177)的磷酸化。这导致一氧化氮(NO)生成减少和氧化应激升高。高糖诱导还损害了小鼠主动脉的内皮依赖性舒张(EDRs)。这些高糖诱导的损伤通过共同处理川陈皮素(1 μM或10 μM)得到恢复,而川陈皮素的作用被AMPK抑制剂Compound C消除。DIO诱导的糖尿病动物模型显示体重和血压增加,糖脂代谢失衡,EDRs受损以及主动脉氧化应激升高。DIO小鼠主动脉中AMPK/eNOS和Nrf2/HO-1通路下调。口服川陈皮素可以至少部分逆转上述损伤。结论:川陈皮素通过激活AMPK/eNOS和Nrf2/HO-1通路,减少氧化应激并增强NO生物利用度,从而改善肥胖糖尿病小鼠的内皮功能障碍。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
川陈皮素是否能够改善高脂饮食诱导的肥胖小鼠的内皮功能障碍及其潜在机制。
核心机制
川陈皮素通过激活AMPK,上调eNOS磷酸化(Ser1177)和Nrf2/HO-1通路,抑制JNK磷酸化,从而减少氧化应激、增加NO生物利用度,改善内皮功能。
主要证据
体外高糖处理RAECs和小鼠主动脉,川陈皮素恢复受损的内皮依赖性舒张、NO释放和ROS水平,并调节AMPK/eNOS、JNK和Nrf2/HO-1蛋白表达;AMPK抑制剂Compound C逆转这些效应。DIO小鼠口服川陈皮素后,血压、糖脂代谢、主动脉舒张和氧化应激均得到改善。
研究意义
川陈皮素可能作为预防或改善肥胖相关内皮功能障碍的潜在候选药物。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞活力与剂量选择

评估川陈皮素对RAECs的毒性,并确定体外实验剂量。

用不同浓度(0-100 μM)的川陈皮素处理RAECs 48小时,通过MTT法检测细胞活力。

2

体外高糖模型建立与川陈皮素干预

研究川陈皮素对高糖诱导的内皮细胞损伤的影响。

将RAECs分为正常糖组(5.55 mM葡萄糖+甘露醇)、高糖组(30 mM葡萄糖)、川陈皮素低剂量组(1 μM)、高剂量组(10 μM)及抑制剂组(10 μM川陈皮素+5 μM Compound C),处理48小时后检测NO释放、ROS水平及相关蛋白表达。

3

离体主动脉培养与血管功能检测

验证川陈皮素对高糖诱导的小鼠主动脉内皮依赖性舒张功能的影响。

将C57BL/6J小鼠主动脉段随机分为正常糖组、高糖组、川陈皮素低剂量组、高剂量组和抑制剂组,处理48小时后用线肌动图仪检测乙酰胆碱诱导的内皮依赖性舒张和非内皮依赖性舒张。

4

体内DIO小鼠模型建立与川陈皮素干预

评估川陈皮素对高脂饮食诱导的肥胖糖尿病小鼠的整体效应。

将6周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组(正常饮食+0.3% CMC-Na)、DIO组(高脂饮食+0.3% CMC-Na)和DIO+川陈皮素组(高脂饮食+川陈皮素50 mg/kg/天),高脂饮食喂养16周,后8周口服给药。检测体重、血压、血糖、血脂、主动脉功能和氧化应激。

5

机制验证

验证川陈皮素对内皮保护作用的分子机制。

通过Western blot检测RAECs和主动脉组织中AMPK、eNOS、JNK、Nrf2、HO-1的表达和磷酸化水平,并使用AMPK抑制剂Compound C验证AMPK依赖性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证细胞活力
验证分子表达变化
检测氧化应激
检测一氧化氮释放
评估血管功能

产品清单

实验环节名称品牌货号
C57BL/6J小鼠----
Sprague-Dawley大鼠----
RPMI 1640培养基----
胎牛血清----
LG/DMEM培养基Gibco--
RIPA裂解液Beyotime--
磷酸酶抑制剂混合物Thermo Scientific--
cOmplete蛋白酶抑制剂混合物Sigma Aldrich--
PhosSTOP磷酸酶抑制剂Sigma Aldrich--
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime--
PVDF膜Bio-Rad--
一抗:GAPDHProteintech60004-1-Ig
一抗:JNKCell Signaling Technology9252
一抗:p-JNK (Tyr185)Proteintech80024-1-RR
一抗:AMPKαCell Signaling Technology2532
一抗:p-AMPKα (Thr172)Cell Signaling Technology2535
一抗:eNOSProteintech27120-1-AP
一抗:p-eNOS (Ser1177)Cell Signaling Technology9570
一抗:Nrf2Proteintech16396-1-AP
一抗:HO-1Cell Signaling Technology43966
二抗(抗兔)BeyotimeA0208
二抗(抗鼠)BeyotimeA02616
Supersignal West Femto高灵敏度底物Thermo Scientific--
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
Image Lab 6.1软件Bio-Rad--
Griess试剂I和IIBeyotime--
二氢乙啶Molecular Probes--
Leica TCS SP8共聚焦激光扫描显微镜Leica Microsystems--
ImageJ软件National Institutes of Health--
多通道肌动图仪Danish Myo Technology--
乙酰胆碱Sigma Aldrich--
硝普钠Sigma Aldrich--
L-NAMESigma Aldrich--
CODA无创血压系统Kent Scientific Corporation--
血糖仪(Yuwell 580)Jiangsu Yuyue Medical Equipment & Supply Co., Ltd.--
甘油三酯检测试剂盒Stanbio Laboratory--
总胆固醇检测试剂盒Stanbio Laboratory--
低密度脂蛋白胆固醇检测试剂盒Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute--
SpectraMax iD5多功能酶标仪Molecular Devices--
MTT试剂----
胶原酶IA型Sigma Aldrich--
青霉素-链霉素Gibco--
川陈皮素----
Compound C----
羧甲基纤维素钠----
OCT包埋剂Tissue-Tek--
Leica CM1000冰冻切片机Leica Microsystems--
Incucyte S3活细胞分析系统Sartorius4647

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
小鼠品系、性别、周龄、体重、高脂饮食的脂肪含量(60 kcal%)、喂养时长(16周)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.1 Animal Treatment
药物干预
川陈皮素的剂量(50 mg/kg/天)、给药途径(口服灌胃)、溶剂(0.3% CMC-Na)、给药时长(8周)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.1 Animal Treatment
细胞实验
RAECs的分离来源(SD大鼠)、培养基(RPMI 1640含10% FBS)、高糖浓度(30 mM)、处理时间(48小时)、川陈皮素浓度(1 μM和10 μM)、Compound C浓度(5 μM)
阅读提示:Materials and Methods, Sections 2.7 Primary Cell Culture and 2.8 Cell Viability Analysis
离体血管功能检测
主动脉段长度(约2 mm)、培养条件(LG/DMEM含1% PS和10% FBS)、预收缩剂(3 μM苯肾上腺素)、乙酰胆碱浓度梯度(0.003-10 μM)、基线张力(3 mN)、平衡时间(60分钟)
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.5 Ex Vivo Culture of Murine Aortas and Section 2.6 Isometric Force Measurement by Wire Myograph
分子机制验证
蛋白提取方法、上样量(15 μg)、抗体信息(公司、货号)、内参(GAPDH)、磷酸化蛋白归一化方法
阅读提示:Materials and Methods, Section 2.9 Western Blot Analysis