酪蛋白水解物通过MAPK通路缓解高脂饮食诱导的肥胖C57BL/6J小鼠脂肪组织慢性炎症

Casein Hydrolysate Alleviates Adipose Chronic Inflammation in High Fat-Diet Induced Obese C57BL/6J Mice through MAPK Pathway

作者信息Ling Liu, Songfeng Yu, Tingting Bu, Guoqing He, Shanshan Li, Jianping Wu
PMID37111032
期刊Nutrients
发布时间2023-04-08
DOI10.3390/nu15081813

实验完整度

包含体内动物实验(HFD诱导肥胖小鼠模型)和体外细胞实验(TNF-α诱导3T3-L1脂肪细胞)两个独立证据层级,并通过组织学、免疫组化、Western blot等进行了功能与机制验证。

主要模型

HFD诱导的C57BL/6J肥胖小鼠模型 TNF-α诱导的3T3-L1脂肪细胞模型

重点核对

C57BL/6J小鼠(雄性,4周龄,n=36) HFD(60% kcal来自脂肪)喂养7周建立肥胖模型,随后补充4% CH 6周 3T3-L1细胞用1 μM地塞米松和0.5 mM IBMX诱导分化,并用10 ng/mL TNF-α刺激24 h CH浓度:动物实验4%(4 g/100 g HFD),细胞实验0.5、1、2.5 mg/mL 通过Western blot检测C/EBPα、PPARγ、JNK、Erk1/2等蛋白表达

摘要

肥胖诱导的脂肪组织慢性炎症与胰岛素抵抗和2型糖尿病(T2DM)的发生密切相关。源自牛酪蛋白的三肽L-缬氨酰-L-脯氨酰-L-脯氨酸(VPP)和L-异亮氨酰-L-脯氨酰-L-脯氨酸(IPP)已被报道可预防脂肪细胞中的炎症变化并减轻胰岛素抵抗。本研究旨在探讨含有VPP和IPP的酪蛋白水解物(CH)对高脂饮食(HFD)诱导的肥胖小鼠和细胞因子TNF-α诱导的脂肪细胞的影响。我们的数据显示,CH在体内和体外均能缓解慢性炎症。4%的CH抑制了HFD诱导的全身性炎症因子、肥大白色脂肪细胞和巨噬细胞浸润。更重要的是,CH能够通过增加CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBP-α)而非过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)的表达,改善TNF-α诱导的脂肪细胞功能障碍。此外,在TNF-α诱导的3T3-L1细胞中,CH还剂量依赖性地抑制了丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)-c-Jun N末端激酶(JNK)的磷酸化,并增强了Erk 1/2的磷酸化,但不影响核因子-κB(NF-κB)p65的磷酸化。这些结果表明,CH可能通过MAPK通路改善脂肪组织慢性炎症。总之,我们的研究结果表明,补充4%的CH 6周在预防肥胖相关炎症和脂肪功能障碍方面发挥了保护作用。

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
含有VPP和IPP的酪蛋白水解物(CH)是否能改善高脂饮食诱导的肥胖相关脂肪组织慢性炎症及其潜在机制。
核心机制
CH通过抑制MAPK-JNK磷酸化并增强Erk1/2磷酸化来调节MAPK信号通路,从而改善脂肪细胞功能障碍和慢性炎症;同时可能上调C/EBP-α表达。
主要证据
体外实验显示,CH剂量依赖性地抑制TNF-α诱导的3T3-L1细胞中JNK磷酸化,并增强Erk1/2磷酸化;体内实验显示,4% CH补充显著降低HFD小鼠血清炎症因子(IL-6、IL-1β、MCP-1、TNF-α),减轻脂肪组织肥大和巨噬细胞浸润。
研究意义
CH可能作为功能性食品成分,在管理肥胖相关疾病及其并发症中发挥保护性和治疗性作用。

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

制备CH并鉴定VPP和IPP

验证从酪蛋白中酶解释放出活性三肽VPP和IPP。

用蛋白酶A“Amano”2SD水解酪蛋白,通过LC-MS/MS定量VPP和IPP。

2

建立HFD诱导肥胖小鼠模型并补充CH

评估CH对HFD诱导肥胖小鼠的生理和代谢指标的影响。

4周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为正常饮食组、HFD组和HFD+4%CH组,喂养HFD 7周后补充CH 6周。

3

检测CH对小鼠葡萄糖和胰岛素耐量的影响

评估CH对HFD诱导的胰岛素抵抗的改善作用。

进行OGTT和IPITT,并检测空腹血糖、空腹胰岛素和HOMA-IR。

4

检测CH对小鼠血清炎症因子和脂质代谢的影响

评估CH对全身性炎症和脂质代谢的调节作用。

用ELISA检测血清IL-6、IL-1β、MCP-1、TNF-α、TC、TG、HDL-C、LDL-C、NEFA等。

5

组织学分析脂肪组织和肝脏

评估CH对脂肪组织和肝脏组织形态及巨噬细胞浸润的影响。

HE染色观察形态,免疫组化检测F4/80阳性巨噬细胞。

6

细胞实验验证CH对脂肪细胞分化和炎症的改善

验证CH对TNF-α诱导的3T3-L1脂肪细胞功能障碍的改善作用。

3T3-L1细胞分化过程中加入CH和TNF-α,油红O染色观察脂滴,Western blot检测PPARγ、C/EBPα表达。

7

Western blot检测信号通路蛋白

阐明CH改善脂肪细胞炎症的分子机制。

检测NF-κB通路(IκBα、p65)和MAPK通路(JNK、Erk1/2)相关蛋白磷酸化水平。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证分子表达变化
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Biotechnology--
RIPA裂解液Beyotime Biotechnology--
抗α/β-微管蛋白抗体Cell Signaling Technology2148
抗IκBα抗体Cell Signaling Technology9242
抗PPAR-γ抗体Cell Signaling Technology2430
抗C/EBPα抗体Cell Signaling Technology2295
抗NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology8242
抗磷酸化NF-κB p65抗体Cell Signaling Technology3033
抗Erk 1/2/磷酸化Erk 1/2抗体Cell Signaling Technology8201
抗磷酸化JNK抗体Cell Signaling Technology4668
抗JNK抗体Beyotime Biotechnology--
抗小鼠IgG二抗Licor Biosciences--
抗兔IgG二抗Licor Biosciences--
罗氏血糖试纸Roche--
血糖仪Roche--
超灵敏小鼠胰岛素ELISA试剂盒Nanjing Jiancheng Biotechnology Research Institute--
超灵敏小鼠胰岛素ELISA试剂盒Elabscience--
乳酪蛋白Changzhou Shuyishuer biotechnology Co., Ltd.--
蛋白酶A“Amano”2SDAmano Seisakusho Co., Ltd.--
DMEM培养基----
胎牛血清----
地塞米松----
3-异丁基-1-甲基黄嘌呤----
肿瘤坏死因子-α----
油红O----
奥林巴斯显微镜CKX53Olympus--
Licor Odyssey Clx成像系统Licor Biosciences--
F4/80一抗Cell Signaling Technology--
奥林巴斯IX81荧光显微镜Olympus--

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
CH制备
酶解条件(时间、温度、pH)、酶底比、VPP和IPP含量
阅读提示:Methods 2.2
动物实验
小鼠品系、性别、周龄、数量、饲养环境、饮食组成、HFD诱导时间、CH补充剂量和时间
阅读提示:Methods 2.3、Table 1、Figure 2
OGTT和IPITT
禁食时间、葡萄糖剂量、胰岛素剂量、采血时间点
阅读提示:Methods 2.4、Figure 3
血脂和炎症因子检测
检测方法、试剂盒品牌、样本类型、样本量
阅读提示:Methods 2.5、Figures 4和5
组织学分析
组织固定、包埋、切片、HE染色、免疫组化抗体及稀释度
阅读提示:Methods 2.8、Figure 6
细胞实验
3T3-L1细胞代次、分化方案(Dex和IBMX浓度)、CH浓度、TNF-α浓度和处理时间
阅读提示:Methods 2.6、Figure 7
Western blot
细胞接种密度、蛋白上样量、抗体稀释度、内参选择
阅读提示:Methods 2.7、Figure 8