油酸酯化的辛八醇作为一种功能性成分,通过靶向PPAR(过氧化物酶体增殖激活受体)来调节与肥胖相关的脂质紊乱

《Journal of Agricultural and Food Chemistry》:Oleic Acid-Esterified Octacosanol as a Functional Ingredient to Counter Obesity-Associated Lipid Dysregulation through PPAR-Targeted Regulation

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Journal of Agricultural and Food Chemistry 6.2

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  研究评估了非酯化Octacosanol(NO)、棕榈酸酯化(LEO)和橄榄油酸酯化(OEO)在高脂饮食(HFD)小鼠中的抗肥胖效果及分子机制。通过11周实验发现,NO和OEO显著减少体重增长、抑制脂肪组织积累,并降低血清总胆固醇(T-CHO)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),同时提高高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)。分子机制表明,NO和OEO通过激活PPARα/δ通路促进脂解酶(HSL、ATGL)表达和β-氧化(CPT1A),而OEO还增强产热相关蛋白UCP1和激素细胞因子irisin表达,提示酯化结构(尤其是OEO)可优化代谢调节。分隔符:

  在现代医学与营养学的研究中,脂质代谢紊乱被认为是肥胖及相关代谢疾病的重要诱因。脂质代谢涉及复杂的生理过程,包括脂肪的合成、储存、分解与转化。其中,脂肪分解(脂解)和脂肪氧化(β-氧化)是调节体内能量平衡的关键环节,而脂肪组织的形态学变化,如脂肪细胞体积增大(脂肪肥大)或脂肪细胞数量增加(脂肪增生),则与肥胖的发展密切相关。近年来,一些天然化合物因其对脂质代谢的调控作用而受到关注,尤其是某些长链脂肪醇类物质,它们被广泛应用于功能性食品和药物开发中。本研究聚焦于二十烷醇(Octacosanol),一种存在于多羟基烷醇(Policosanol)中的主要成分,探讨其非酯化形式(NO)与两种酯化形式(LEO和OEO)在高脂饮食(HFD)喂养小鼠中的代谢调控效果,并揭示其作用机制。

二十烷醇作为一种天然存在的脂肪醇,其在植物中的含量较高,尤其在糖 cane(甘蔗)、蜂蜡、稻米麸皮和小麦胚芽中较为丰富。它被认为具有调节血脂水平、降低胆固醇和增强能量代谢的潜力。然而,尽管已有研究表明其对脂肪代谢的调节作用,但其在脂肪组织中的具体功能仍不明确。为此,本研究通过对比不同形式的二十烷醇在HFD喂养小鼠中的生理效应,试图揭示其在脂质代谢中的作用机制。实验中,研究者使用了非酯化二十烷醇(NO)、月桂酸酯化二十烷醇(LEO)和油酸酯化二十烷醇(OEO)三种形式,以评估它们在脂肪分解和脂肪氧化中的作用。

研究发现,无论是NO还是OEO,都能有效抑制高脂饮食引起的体重增加和脂肪组织扩张。这种效果主要体现在脂肪细胞体积的减少以及脂肪组织重量的降低。值得注意的是,NO和OEO在促进脂肪分解和脂肪氧化方面表现出不同的倾向性。NO更倾向于增强脂肪酸的β-氧化,而OEO则在促进脂肪组织的热生成和脂肪褐变方面更具优势。这一发现表明,酯化形式的二十烷醇可能通过不同的分子机制对脂肪代谢产生更深远的影响。

脂肪组织中的代谢调控涉及多种信号通路,其中过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)在这一过程中起着核心作用。PPARs是一类核激素受体,能够响应特定配体的激活,从而调节脂肪代谢相关基因的表达。研究通过分子对接技术预测了二十烷醇可能与PPARα和PPARδ发生相互作用,并通过蛋白质印迹分析(Western Blotting)验证了这些预测。结果显示,NO和OEO能够显著上调PPARα和PPARδ的表达,而LEO则仅对PPARα有增强作用,对PPARδ没有明显影响。这一差异可能与酯化形式的化学结构及其对受体激活能力有关。

进一步的机制研究表明,PPARα和PPARδ的激活不仅影响脂肪分解,还参与脂肪氧化和热生成过程。脂肪分解的关键酶包括激素敏感脂肪酶(HSL)和甘油三酯脂肪酶(ATGL),它们的表达水平与脂肪分解效率密切相关。实验发现,NO和OEO均能显著提高HSL和ATGL的蛋白表达水平,表明它们在促进脂肪分解方面具有协同作用。然而,LEO仅对ATGL表达有提升效果,而对HSL没有明显影响。这提示不同酯化形式的二十烷醇可能通过不同的信号通路影响脂肪分解过程。

脂肪氧化是脂肪分解的后续步骤,主要通过脂肪酸进入线粒体进行代谢。脂肪酸转运蛋白(CPT1A)是脂肪氧化过程中的关键酶,其表达水平与脂肪酸的氧化能力密切相关。研究发现,NO能够显著增加CPT1A的表达,而OEO和LEO则没有这种效应。这可能意味着NO更倾向于通过激活PPARα促进脂肪氧化,而OEO则更侧重于通过PPARδ的激活促进脂肪褐变和热生成。

脂肪褐变(browning)是指白色脂肪组织向棕色脂肪组织转化的过程,这一过程能够增强脂肪组织的热生成能力,从而有助于能量消耗和体重管理。研究中发现,OEO能够显著提高脂肪组织中热生成相关蛋白(如UCP1)的表达,而NO也对UCP1有一定程度的上调作用。这一结果表明,两种酯化形式的二十烷醇可能通过不同的机制促进脂肪褐变,进而影响能量代谢。此外,研究还发现,NO和OEO均能提高脂肪组织中脂肪褐变相关蛋白(如irisin)的表达,而irisin作为一种由脂肪组织分泌的激素,能够促进脂肪组织的代谢活性。

在脂肪代谢的调控过程中,AMPK(腺苷酸活化蛋白激酶)也是一个重要的信号分子。AMPK的激活能够抑制脂肪合成,并促进脂肪分解。研究发现,NO、LEO和OEO均能有效激活AMPK,并提高其下游靶点(如ACC)的磷酸化水平,从而抑制脂肪合成相关蛋白(如SREBP-1c和FASN)的表达。这一发现进一步支持了二十烷醇及其酯化形式在调节脂质代谢中的作用。

此外,研究还关注了二十烷醇对胆固醇合成的影响。虽然脂肪组织不是胆固醇合成的主要场所,但其在代谢应激状态下仍具备一定的胆固醇合成能力。实验结果显示,所有三种形式的二十烷醇均能显著降低SREBP2的表达,而SREBP2是胆固醇合成的关键调控因子。值得注意的是,LEO在抑制FDFT1和LSS的表达方面表现出更强的效果,这可能与其含有月桂酸有关。月桂酸是一种饱和脂肪酸,而油酸是一种单不饱和脂肪酸,研究表明,饱和脂肪酸可能在抑制SREBP信号通路方面比单不饱和脂肪酸更为有效。

本研究的发现具有重要的临床意义。二十烷醇及其酯化形式在高脂饮食模型中表现出显著的抗肥胖效应,这可能与其调节脂肪代谢和胆固醇合成的能力有关。同时,研究也指出了某些局限性,例如实验中采用的剂量是基于人类临床补充的,而未采用等摩尔剂量进行比较;此外,分子对接技术虽然提供了潜在靶点的预测,但无法直接证明配体与受体之间的结合或作用机制。因此,未来的研究需要进一步探讨这些化合物的生物利用度、分子靶点和长期作用效果,以支持其在功能性食品和药物开发中的应用。

综上所述,本研究揭示了二十烷醇及其酯化形式在调节脂肪代谢中的重要作用。通过激活PPARα和PPARδ,这些化合物能够促进脂肪分解、脂肪氧化和脂肪褐变,从而有效降低体重和脂肪组织扩张。此外,它们还能通过AMPK通路抑制脂肪合成,进一步改善血脂水平。这些发现不仅加深了我们对二十烷醇代谢机制的理解,也为开发新型抗肥胖药物和功能性食品提供了理论依据。未来的研究可以进一步探索这些化合物在不同脂肪组织中的作用差异,以及其在人体中的代谢效果,以推动其在临床应用中的发展。
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