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酵母水解物与运动协同改善高脂饮食诱导的小鼠肥胖:机制与代谢调控研究
《BMC Complementary Medicine and Therapies》:Yeast hydrolysate and exercise ameliorate high-fat diet-induced obesity in C57BL/6 mice
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月04日 来源:BMC Complementary Medicine and Therapies 3.3
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本期推荐:韩国大学团队针对肥胖防治难题,通过12周高脂饮食小鼠模型,探究酵母水解物(YH)与运动对脂代谢基因(SREBP-1C/2、PPARα)、氧化应激(Nrf2/SOD1)和肠道菌群的协同调控作用。研究发现YH与运动联合干预可显著降低体重和脂肪组织重量,通过AMPK通路双向调节脂肪合成(FAS/ACC)与分解(HSL/CPT1),为代谢性疾病提供新型联合干预策略。
在现代社会,肥胖已成为全球性健康危机,其引发的代谢综合征、心血管疾病等并发症严重威胁人类健康。传统防治手段如单一饮食控制或运动疗法往往效果有限,亟需探索更有效的联合干预策略。酵母作为食品工业常用微生物,其水解产物(YH)近年被发现含有1-甲基-1,2,3,4-四氢-β-咔啉-3-羧酸(MTCA)等活性成分,可能通过调控脂代谢通路发挥抗肥胖作用。与此同时,运动作为经典干预手段,其分子机制尚未与天然活性物质产生协同效应的系统研究。
韩国大学联合团队在《BMC Complementary Medicine and Therapies》发表的研究,创新性地将酵母水解物与 treadmill exercise(跑步机运动)联合应用于高脂饮食(HFD)诱导的C57BL/6J肥胖小鼠模型。通过12周实验,研究人员采用实时定量PCR、Western blotting、组织形态学分析和16S rRNA测序等技术,系统评估了干预措施对体重、脂肪组织、肝脏病理、代谢指标及肠道菌群的影响。
关键技术方法包括:建立6组HFD小鼠模型(正常组、HFD对照组、运动组、YH低/高剂量组、联合干预组);采用15 m/min强度跑步机训练(每周5次);通过H&E染色量化脂肪细胞直径和肝脏脂滴;检测血清葡萄糖/甘油三酯等代谢指标;分析SREBP-1C/2、PPARα等关键蛋白表达;测定MDA水平评估氧化应激;16S rRNA测序解析肠道菌群变化。
研究结果揭示:
体重与脂肪组织变化:联合干预使体重降低19.2%,内脏脂肪(eWAT/mWAT)减少40-55.4%,显著优于单一干预(运动组11.7%,YH高剂量组16.2%)。H&E显示联合组脂肪细胞直径缩小54.3%,肝脏脂肪空泡减少81.4%。
脂代谢基因调控:联合干预最显著下调脂肪合成基因SREBP-1C(64.9%)、FAS(69.18%蛋白水平)、ACC(34.3%)和胆固醇合成基因SREBP-2(68.8%);同时上调脂肪氧化基因PPARα(40倍)、CPT1(2.5倍)和产热基因UCP1(29倍)。体外实验证实YH活性成分MTCA剂量依赖性抑制3T3-L1细胞SREBP表达。
信号通路激活:联合组pAMPKα(磷酸化AMP激活蛋白激酶)活性提升3.28倍,同步增强HSL(激素敏感脂肪酶)磷酸化2.92倍,形成"合成抑制-分解促进"的双重调控。
抗氧化与抗炎效应:联合干预使Nrf2(核因子E2相关因子2)蛋白表达增加1.67倍,SOD1 mRNA提升2.32倍,MDA(丙二醛)水平降低51.1%;NF-κB(核因子κB)蛋白下调67%,炎症因子TNF-α和IL-1β mRNA分别减少48.6%和75%。
肠道菌群重塑:联合组逆转HFD导致的Firmicutes/Bacteroidetes(厚壁菌门/拟杆菌门)比例失衡,显著降低肥胖相关菌属Atopostipes和Enterococcus丰度(p<0.05)。Pearson分析显示Akkermansia菌与肝脏脂滴呈负相关。
研究结论表明,酵母水解物与运动通过多靶点协同作用:(1)AMPK/SREBP通路抑制脂肪合成;(2)PPARα/CPT1促进脂肪酸β氧化;(3)Nrf2/NF-κB改善氧化应激和炎症;(4)调节肠道菌群生态。这种"天然活性物质+运动"的创新模式,为肥胖及相关代谢疾病的综合防治提供了新思路,尤其对无法坚持高强度运动的人群具有潜在应用价值。未来研究可进一步解析YH中其他活性成分,并探索不同运动强度与YH的优化组合方案。
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