蛹虫草多糖CM1抑制脂肪细胞分化并缓解LDLR(+/-)仓鼠的高脂血症

Polysaccharide CM1 from Cordyceps militaris hinders adipocyte differentiation and alleviates hyperlipidemia in LDLR(+/-) hamsters.

作者信息Wen-Qian Yu, Fan Yin, Nuo Shen, Ping Lin, Bin Xia, Yan-Jie Li, Shou-Dong Guo
PMID34895241
发布时间2021-12-13
DOI10.1186/s12944-021-01606-6

实验完整度

高

包含体内仓鼠模型、体外3T3-L1细胞模型,并进行了基因和蛋白表达及功能验证。

主要模型

LDLR(+/-)仓鼠 3T3-L1细胞

重点核对

CM1剂量:100 mg/kg/d(体内) CM1浓度:100 μg/mL(体外) 干预时间:5个月(体内) 阳性对照:依折麦布25 mg/kg/d 高脂饮食(0.15%胆固醇)

摘要

背景:蛹虫草作为一种食用菌被广泛培养,越来越多的证据在小鼠中表明虫草属多糖具有降脂作用。然而,小鼠的脂质代谢与人类显著不同,因此充分理解其作用机制至关重要。方法:5个月后,仓鼠在过夜禁食后麻醉称重并取样。通过细胞和分子技术研究了多糖CM1的降脂作用和机制。此外,在体外研究了多糖CM1(100 μg/mL)抑制脂肪细胞分化的作用。结果:CM1,一种来自蛹虫草的多糖,显著降低了LDLR(+/-)仓鼠的血浆总胆固醇、甘油三酯和附睾脂肪指数,这些仓鼠具有类似人类的脂质谱。给药5个月后,CM1降低了血浆载脂蛋白B48水平,调节了肝脏、小肠和附睾脂肪中关键基因和蛋白质的表达。CM1还通过下调参与脂滴形成的关键基因抑制3T3-L1细胞的前脂肪细胞分化。结论:多糖CM1通过多种途径降低脂质和脂肪细胞分化,并具有预防高脂血症的潜在应用价值。

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
蛹虫草多糖CM1长期干预能否缓解LDLR(+/-)仓鼠的高脂血症并抑制脂肪细胞分化,其机制是什么?
核心机制
CM1通过影响多条通路降低脂质:在肠道抑制NPC1L1蛋白和SREBP-2,增强LXRα/ABCG8;在肝脏增强CYP7A1、ABCG5、PPARα和LPL,降低PCSK9和SREBP-1c;在脂肪组织降低PPARγ和SREBP-1c,增强PPARα和ATGL,从而抑制脂肪细胞分化。
主要证据
体内实验显示CM1显著降低LDLR(+/-)仓鼠血浆TC、TG和附睾脂肪指数,并调节肝脏、小肠和附睾脂肪中关键基因和蛋白表达;体外实验显示CM1抑制3T3-L1细胞脂滴形成,下调PPARγ、DGAT1和DGAT2等基因。
研究意义
CM1可作为单一疗法或与其他降脂化合物联合用于治疗血脂异常患者,或作为食品添加剂用于高脂血症患者的日常护理,突显了蛹虫草多糖在食品和医药领域的潜在应用。

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

CM1对LDLR(+/-)仓鼠血脂水平的影响

评估长期CM1干预对高脂饮食诱导的高脂血症仓鼠血脂谱的影响

LDLR(+/-)仓鼠分为NC、HFD、依折麦布和CM1组,喂养5个月后测量血浆TC、TG、脂蛋白谱和载脂蛋白。

2

肝脏脂质代谢相关基因和蛋白表达分析

探究CM1对肝脏胆固醇和甘油三酯代谢相关分子表达的影响

通过RT-qPCR和免疫印迹检测肝脏中SREBP-2、PCSK9、LXRα、SREBP-1c、CYP7A1、ABCG5/8、NPC1L1、PPARs和LPL等表达。

3

小肠脂质吸收相关基因和蛋白表达分析

探究CM1对小肠胆固醇吸收相关分子表达的影响

RT-qPCR和免疫印迹检测小肠中NPC1L1、LXRα、ABCG8和SREBP-2的表达。

4

附睾脂肪组织脂质代谢和脂肪细胞形态分析

评估CM1对附睾脂肪组织形态和脂质代谢相关蛋白的影响

H&E染色测量脂肪细胞直径,免疫印迹检测PPARα、PPARγ、SREBP-1c和ATGL表达。

5

体外3T3-L1细胞分化抑制实验

验证CM1对脂肪细胞分化的直接影响

3T3-L1细胞经分化诱导,用CM1(100 μg/mL)处理,通过BODIPY染色定量脂滴形成,并检测脂肪生成相关基因mRNA表达。

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。

检测基因表达
细胞功能检测
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
依折麦布Selleck--
3T3-L1细胞系National Collection of Authenticated Cell Cultures--
地塞米松Sigma-Aldrich--
3-异丁基-1-甲基黄嘌呤Sigma-Aldrich--
胰岛素Sigma-Aldrich--
DMEM培养基Thermo Fisher Biochemical Products--
胎牛血清Thermo Fisher Biochemical Products--
脂质分析试剂盒Biosino Bio-technology and Science Inc.--
脂蛋白脂肪酶活性测定试剂盒Biosino Bio-technology and Science Inc.--
Lipofectamine RNAiMAX转染试剂Invitrogen2164333
Opti-MEM培养基Gibico--
BODIPY (493/505) 染料----
PPARα抗体Santa Cruzsc398394
β-actin抗体Santa Cruzsc-74,517
PPARγ抗体Santa Cruzsc-7273
NPC1L1抗体Santa Cruzsc-166,802
ATGL抗体Santa Cruzsc-365,278
SREBP-1c抗体Santa Cruzsc-13,551
SREBP-2抗体Santa Cruzsc-271,616
apoAI抗体Santa Cruzsc-58,230
LPL抗体Santa Cruzsc-373,759
LDLR抗体Santa Cruzsc-18,823
ABCG8抗体Biossbs-10149R
SR-B1抗体Abcamab217318
LXRα抗体Abcamab176323
PCSK9抗体Proteintech55206-1-AP
白蛋白抗体Proteintech16475-1-AP
apoB抗体Proteintech20578-1-AP
β-actin抗体Proteintech66009-1-Ig
CYP7A1抗体OriGeneNP_000771

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
动物实验
LDLR(+/-)仓鼠性别、年龄、体重;饮食成分(高脂饮食0.15%胆固醇);药物剂量(CM1 100 mg/kg/d,依折麦布25 mg/kg/d);给药方式(口服?);干预时间5个月;动物伦理批准号。
阅读提示:Materials and methods - Animal grouping and treatment
细胞培养与分化
3T3-L1细胞密度、培养条件、分化诱导时间;CM1浓度100 μg/mL;分化培养基组成(胰岛素、IBMX、地塞米松浓度);BODIPY染色浓度和波长;PPARα siRNA序列和浓度;Lipofectamine RNAiMAX用量。
阅读提示:Materials and methods - Cell culture and treatment
基因表达检测
引物序列;内参基因GAPDH;RT-qPCR条件(退火温度、循环数);分析方法2-ΔΔCt。
阅读提示:Materials and methods - Real-time quantitative PCR (RT-qPCR)
蛋白表达检测
抗体来源、克隆号;蛋白提取方法(尤其脂肪组织去脂);上样量;显色方法。
阅读提示:Materials and methods - Immunoblotting analysis
组织学分析
脂肪组织固定、包埋、切片厚度;H&E染色步骤;脂肪细胞直径测量方法(样本量n=10)。
阅读提示:Materials and methods - Hematoxylin and eosin staining