研究背景

脂质沉积 (即脂肪堆积) 是当前全球性的健康问题，与肥胖、2型糖尿病、心血管疾病及非酒精性脂肪性肝病等慢性代谢性疾病密切相关。高脂饮食 (HFD) 已被广泛证实可促进这类疾病的发生。尽管已有多种药物 (如西布曲明、奥利司他等) 用于肥胖治疗，但其潜在副作用和成瘾风险限制了临床应用。

近年来，天然多糖类成分——尤其是来自蒲公英的多糖 (TMPs)——显示出抗肥胖潜力。研究表明，TMPs能够抑制体重增加、改善胰岛素抵抗、调节糖脂代谢，并可能通过抑制胰脂肪酶活性及调节血脂水平发挥作用，但其具体活性成分及作用机制尚不明确。

AKT/mTOR信号通路在细胞生长、代谢、脂肪形成和能量稳态中起核心调控作用，并参与白色脂肪向棕色脂肪的转化 (褐变) 过程。该通路对产热和葡萄糖稳态具有重要影响，但其在米色脂肪形成中的具体作用尚存争议。基于上述背景，中国农业大学王勤教授团队提出假设：TMPs可能通过调控AKT-mTOR通路，改善高脂饮食诱导的肥胖及相关脂质代谢异常。

研究设计

该研究将30只6周龄健康雄性小鼠随机分为正常饮食组 (Control)、高脂饮食组 (HFD) 及高脂饮食添加0.3% TMPs干预组 (HFD-TMP)，每组10只；ND组饲喂标准饲料，HFD组饲喂60%高脂饲料，HFD-TMP组在HFD饲料基础上补充0.3% TMPs。所有小鼠在标准明暗循环环境下单笼饲养，分组采用随机盲法进行。本研究进行了葡萄糖耐量试验 (GTT) 和胰岛素耐量试验 (ITT)，小鼠禁食12小时后分别腹腔注射葡萄糖 (2 g/kg) 或胰岛素 (1 U/kg)，并于注射后不同时间点检测血糖浓度。实验第10周，将小鼠置于4℃冷环境中12小时，采用数字温度计测量直肠核心温度，并利用红外热成像仪记录棕色脂肪组织 (BAT) 温度。血清样本经离心分离后，采用ELISA法检测炎症标志物水平。取肝脏和脂肪组织，经福尔马林固定、乙醇梯度脱水、石蜡包埋和切片后，进行苏木精-伊红 (H&E) 染色，并于显微镜下观察形态。采用TRIzol法提取组织总RNA，经质量检测后逆转录为cDNA，使用SYBR Green系统进行实时荧光定量PCR (qPCR)，以检测相关基因表达。采用Western Blotting检测目标蛋白表达。组织蛋白经RIPA裂解、BCA定量后，进行SDS-PAGE电泳并转膜，经封闭后依次孵育一抗 (4 ℃过夜) 和二抗 (室温1小时)，TBST洗涤后成像。抗体包括C/EBPβ、PRDM16、UCP1、PGC1α、Akt/p-Akt、mTOR/p-mTOR (1:1000)，以β-actin为内参。蛋白表达量通过灰度值分析并归一化处理。

表1.qRT-PCR引物序列。

为了研究TMPs对肥胖的影响，小鼠被喂食HFD、HFD中添加0.3% TMPs (HFDTMP) 或对照饮食10周 (图1A)。服用HFD的老鼠比对照组的老鼠体重要高。然而，这种差异在补充TMP后得到了缓解 (图1B,C, p < 0.01)。由于Lee' s指数是评价动物肥胖程度的有效指标之一，故小鼠Lee' s指数被考虑在内。与HFD组相比，HFDTMP组的Lee' s指数显著降低 (图1D, p < 0.05)。hfd喂养的小鼠显示腹腔内脂肪的积累增加，而摄入TMP明显减轻了这种积累。此外，虽然HFD导致BAT、eWAT和iWAT的体重升高，但HFDTMP组的体重接近对照小鼠的平均体重 (图1E, p < 0.05)。三组之间的食物摄入量没有显著差异 (图S1)。此外，H&E染色组织学检查显示，补充TMPs的小鼠在WAT中显示出脂肪细胞大小 (图1F)。

GTT结果表明，与HFD组相比，HFDTMP组的小鼠表现出更好的葡萄糖耐量 (图2A)。此外，ITT结果显示HFDTMP组小鼠的胰岛素敏感性增加 (图2B)。

HFD的消耗导致肝脏重量的增加，这可以通过补充TMPs有效地逆转 (图3A)。使用H&E染色的组织学检查表明，消耗HFD导致肝脏中异常的甘油三酯积累。然而，补充HFDTMP的小鼠表现出最小的脂质沉积 (图3B)。正如预期的那样，给小鼠喂食HFD 10周会导致高脂血症，其特征是血清和肝脏中高密度脂蛋白胆固醇 (HDL-C) 水平降低，低密度脂蛋白胆固醇 (LDL-C)、甘油三酯[19]和总胆固醇 (TC) 水平升高 (分别见表2和表3)。值得注意的是，与HFD组相比，HFDTMP组在高脂血症方面有明显改善 (表2)。

为了研究TMPs对小鼠炎症的影响，该研究采用ELISA、RT-qPCR和Western blotting来测量炎症标志物的水平。ELISA结果显示，HFD组小鼠血清中白细胞介素6 (IL-6)、白细胞介素10 (IL-10) 和肿瘤坏死因子α (TNF-α) 水平升高，而TMP可显著减轻HFD诱导的炎症 (表4)。此外，TMP可显著降低IL-6、TNF-α、白细胞介素4 (IL-4)、IL-1β、干扰素-γ (IFN-γ)、cd68、白细胞介素1β (IL-1β)和单核细胞趋化蛋白-1 (MCP-1)。此外，与对照组相比，这些标记物的蛋白表达水平显著降低 (图4A-H)。总体而言，研究结果表明MPs可能主要通过抑制这些基因的表达来减轻炎症。

在冷暴露前，各组之间的体表温度没有明显差异。然而，在冷刺激后，喂食HFD的小鼠表面温度显著低于鼠粮组 (p < 0.01)。补充TMP可有效缓解这种下降 (p < 0.05)。与对照小鼠相比，饲喂HFD的小鼠的BAT表现出与白色脂肪相似的表型。然而，饮食中的TMPs显著降低了BAT中的脂质积累 (图5B)。此外，摄入TMP后，hfd喂养小鼠BAT中PRDM16、UCP1、PGC-1α和CEBP/β的mRNA和蛋白质水平也有所恢复 (图5C, p < 0.01)。HFDTMP组的iWAT中多室米色脂肪细胞的积累更多 (图6A, p< 0.05)。此外，在添加TMPs的小鼠iWAT中，产热基因的mRNA表达显著升高 (图6B, p < 0.05)，表明米色脂肪细胞的形成增强。关键蛋白成分 (包括UCP1、PRDM16、PGC-1α和CEBP/β) 的改变证实这一观察结果。

结果显示，hfd喂养小鼠BAT和iWAT中p-AKT和p- mtor蛋白水平均降低 (图7A,B, p< 0.05)。TMP处理显著缓解了这种抑制，HFDTMP组BAT和iWAT中p-AKT和p- mtor的相对蛋白水平均恢复 (图7A,B, p < 0.05)。

研究总结

本研究探讨了TMPs对高脂饮食 (HFD) 诱导肥胖小鼠的改善作用。结果表明，补充TMPs显著减轻了小鼠体重增长，改善了胰岛素敏感性和葡萄糖耐量，提示其可能通过抑制α-葡萄糖苷酶活性减少葡萄糖吸收，并促进胰岛素分泌。此外，TMPs有效降低了血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平，减少了肝脏和脂肪组织中的脂质积累，并缓解了肝脏脂肪变性。

TMPs还表现出对脂肪代谢的积极调节作用，包括增强棕色脂肪组织 (BAT) 的功能和促进腹股沟白色脂肪组织 (iWAT) 向米色脂肪转化。组织学分析显示，TMPs干预组中多室米色脂肪细胞增多，产热相关基因 (如UCP1、PRDM16、PGC-1α和CEBP/β) 的mRNA和蛋白表达均显著上升，表明TMPs可能通过激活产热和棕色化过程增强能量消耗，从而对抗肥胖及相关代谢异常。

本实验结果提示了TMPs作为一种肥胖调节饮食干预的潜力，并为进一步研究其具体的分子途径提供了基础。然而，需要进一步的研究，特别强调临床试验，以加强TMPs与肥胖之间的联系，并确定调节人类这些代谢反应所需的最佳剂量。

原文出自 Nutrients 期刊：https://www.mdpi.com/2072-6643/16/19/3330

Nutrients 期刊介绍

主编：

Lluis Serra-Majem, University of Las Palmas de Gran Canaria, Spain; Maria Luz Fernandez, University of Connecticut, USA

期刊主题涵盖常量营养素、微量营养素、生物活性营养素、运动营养、公共卫生和饮食相关疾病等学科领域。

2024 Impact Factor：5.0

2024 CiteScore：9.1 

Time to First Decision：12.9 Days

Acceptance to Publication：2.3 Days