卡隆甾酮和20-羟基蜕皮酮在高脂高糖饮食诱导的肥胖大鼠模型中的作用研究

Investigation of calonysterone and 20-hydroxyecdysone effects in high-fat, high-sugar diet-induced obesity rat model.

作者信息Alaa Am Osman, Dávid Laczkó, Máté Vágvölgyi, Adrienn Seres-Bokor, Anita Sztojkov-Ivanov, Kata Kira Kemény, Attila Hunyadi, Eszter Ducza
PMID39991217
期刊Heliyon
发布时间2025-02-04
DOI10.1016/j.heliyon.2025.e42435

实验完整度

包含体内动物模型实验,涉及体重、血糖、氧化应激、脂肪因子、炎症因子和DNA甲基化等多个层面的检测,但缺乏体外细胞或机制验证实验。

主要模型

高脂高糖饮食(HFHSD)诱导的肥胖Sprague-Dawley大鼠模型 标准饮食(SD)对照组大鼠

重点核对

大鼠品系:Sprague-Dawley,雄性,6周龄,每组n=6 饮食诱导:高脂高糖饮食(28%脂肪,16%蛋白质,56%碳水化合物) 药物处理:10 mg/kg的20E或CAL,每日口服灌胃,持续12周 葡萄糖耐量试验:腹腔注射2 g/kg葡萄糖,于0、6、12周进行 主要检测指标:体重、血糖(AUC)、肝脏总抗氧化能力、SOD、CAT、血浆瘦素和脂联素、肝脏和血浆IL-6水平、肝脏总DNA甲基化

摘要

全球范围内,自1990年以来,成年人肥胖发病率显著上升,患病率增加了一倍多。同样,青少年肥胖发病率增加了四倍。超重是发达国家一个重大的健康和社会问题。传统疗法如生活方式改变(营养和体育锻炼)的减肥效果有限。由于患者依从性差或治疗副作用,药物治疗往往无法进行或无法负担。20-羟基蜕皮酮(20E)是一种全球使用的“绿色合成代谢”膳食补充剂,在一些代谢疾病动物模型中具有有益作用。我们正在进行的研究探讨了20E和卡隆甾酮(CAL)在高脂高糖饮食(HFHSD)动物模型中的作用。葡萄糖耐量试验评估了糖尿病前期状态,RT-PCR和Western blot分析确定了白细胞介素-6(IL6)的表达。通过ELISA定量了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、脂联素、瘦素和IL-6的浓度。使用比色法试剂盒评估了总抗氧化能力,并测量了整体DNA甲基化。CAL完全阻止了HFHSD诱导的肥胖,并降低了炎症细胞因子(IL6)水平和抗氧化活性。20E和CAL均使HFHS饮食后血浆中脂联素和瘦素浓度的改变恢复正常。在肥胖大鼠中,CAL和20E的给药显著增加了总DNA甲基化的百分比。这是首项关于这种天然蜕皮甾酮的体内研究,可能为治疗代谢疾病提供新的替代方案。基于我们的发现,我们期望为超重引起的慢性进行性疾病展示新的预防可能性。

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
卡隆甾酮(CAL)和20-羟基蜕皮酮(20E)在高脂高糖饮食诱导的肥胖大鼠模型中是否具有预防肥胖及相关代谢紊乱的作用?
核心机制
20E和CAL通过增加肝脏总抗氧化能力、恢复超氧化物歧化酶和过氧化氢酶水平,降低炎症因子IL-6的表达,并增加肝脏整体DNA甲基化水平来发挥其保护作用。
主要证据
在HFHSD诱导的肥胖大鼠模型中,20E和CAL均有效预防了体重增加,降低了肝脏IL-6 mRNA和蛋白表达,降低了血浆IL-6水平,并使血浆瘦素和脂联素浓度恢复正常,同时增加了肝脏总DNA甲基化水平(基于ELISA、RT-PCR、Western blot等实验)。
研究意义
本研究首次在体内证明卡隆甾酮可预防HFHSD诱导的肥胖,并可能为代谢疾病的治疗提供新的替代方案,同时为超重引起的慢性进行性疾病提供预防可能性。

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

动物模型建立与分组处理

建立高脂高糖饮食诱导的肥胖大鼠模型,并评估20E和CAL的干预效果。

将24只雄性SD大鼠分为四组(每组6只):HFHSD对照组、HFHSD+20E组、HFHSD+CAL组、正常饮食对照组。HFHSD组喂以高脂高糖饮食,正常对照组喂以标准饮食;药物组每日口服灌胃10 mg/kg的20E或CAL(溶于甲基纤维素),持续12周。

2

葡萄糖耐量试验

评估各组大鼠的糖耐量状态,判断是否出现糖尿病前期。

在实验第0、6、12周进行GTT,大鼠禁食16小时后腹腔注射2 g/kg葡萄糖(25%溶液),于注射后15、30、45、60、90、120、240分钟测量血糖,并计算曲线下面积(AUC)。

3

肝脏与血浆样本采集及分子检测

评估20E和CAL对氧化应激、脂肪因子、炎症因子和表观遗传修饰的影响。

实验结束后处死大鼠,采集肝脏和血液样本。通过ELISA检测肝脏或血浆中SOD、CAT、脂联素、瘦素和IL-6的水平;通过比色法评估肝脏总抗氧化能力;通过RT-PCR和Western blot检测肝脏IL6 mRNA和蛋白表达;通过试剂盒评估肝脏整体DNA甲基化水平。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
C1011高脂高糖饲料Altromin Spezialfutter GmbH & Co. KG--
1314标准饲料Altromin Spezialfutter GmbH & Co. KG--
R550便携式小动物麻醉机RWD--
Kern ABJ-NM分析天平Kern & Sohn GmbH--
Dcont® ETALON®血糖仪77 Elektronika Ltd.--
RNAlater溶液Sigma-Aldrich--
TaqMan探针Thermo Fisher ScientificRn01410330_m1
TaqMan探针Thermo Fisher ScientificRn00667869_m1
IL-6抗体ThermoFisher Scientific--
β-肌动蛋白抗体Bioss Antibody--
SOD ELISA试剂盒MyBiosourceMBS036924
CAT ELISA试剂盒MyBiosourceMBS458146
脂联素ELISA试剂盒FineTestER0006
瘦素ELISA试剂盒FineTestER0115
IL-6 ELISA试剂盒PeproTech900-M86
总抗氧化能力比色法试剂盒ElabscienceE-BC-K136-S
SPECTROStar Nano微板分光光度计BMG Labtech--
GeneaidTM DNA提取试剂盒Geneaid Biotech Ltd.--
甲基化DNA定量试剂盒Abnova Ltd.--
20-羟基蜕皮酮Shaanxi KingSci Biotechnology Co., Ltd.--
乙酸乙酯----
甲醇----
盐酸----
Combiflash Rf +快速色谱仪Teledyne ISCO--
RediSep C18色谱柱Teledyne ISCO--
Prism 4.0统计软件GraphPad Software Inc.--

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
大鼠品系(Sprague-Dawley)、性别(雄性)、年龄(6周)、体重范围、饮食组成(HFHSD:28%脂肪,16%蛋白质,56%碳水化合物;标准饮食:1314)、饮食来源(Altromin)、饲养环境(温度22±3℃,湿度30-70%,12小时光照/黑暗循环)
阅读提示:Methods 2.1, 2.2
药物处理
给药剂量(10 mg/kg)、给药途径(口服灌胃)、溶剂(甲基纤维素)、给药频率(每日)、给药持续时间(12周)、药物纯度(20E纯度98.5%,CAL纯度未明确说明)
阅读提示:Methods 2.2, 2.3
葡萄糖耐量试验
葡萄糖剂量(2 g/kg)、给药方式(腹腔注射)、血糖测量时间点(0、6、12周)、测量时间(15、30、45、60、90、120、240分钟)、禁食时间(16小时)
阅读提示:Methods 2.4
分子检测
检测样本(肝脏、血浆)、ELISA试剂盒货号(SOD、CAT、脂联素、瘦素、IL-6)、RT-PCR引物(IL6、β-actin)、Western blot抗体(IL-6、β-actin)及稀释度、蛋白上样量(50 μg/孔)、组织匀浆比例(10 mg组织/100 μl PBS)、离心条件(20 min, 1000×g)
阅读提示:Methods 2.5, 2.6, 2.7
DNA甲基化检测
DNA提取试剂盒(GeneaidTM)、甲基化定量试剂盒(Methylated DNA Quantification Kit)
阅读提示:Methods 2.8