Aqueous Extract of Moringa Oleifera Leaves Alleviate Olanzapine-Induced Metabolic Syndrome in Mice
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摘要:
目的 研究辣木叶水提取物(extract of Moringa oleifera leaves,EMO)对奥氮平(olanzapine,OLA)诱导的小鼠代谢紊乱的保护作用和机制。 方法 90只雌性小鼠随机分为对照组、模型组(OLA,3 mg/kg)、阳性药组[二甲双胍(MET) + OLA,75 mg/kg + 3 mg/kg]、EMO组(400、200、100 mg/kg)、OLA + EMO组(OLA + EMO-H/M/L,3 mg/kg + 400、200、100 mg/kg)组。各组灌胃处理14 d,检测小鼠体重增量、进食量、饮水量、空腹血糖浓度(fasting blood-glucose,FBG)、血脂(TCH、TG、HDL-C、LDL-C)含量、血清瘦素、胃饥饿素、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathion peroxidase,GSH-Px)活力、肝脏脂肪酸合成酶(fatty acid synthetase,FAS)和脂肪分化相关蛋白(adipose differentiation-related protein,ADRP)基因mRNA表达、肝脏组织病理损伤。 结果 与对照组比较,OLA组摄食量显著增加(P < 0.01),FBG和THC、TG、LDL-C含量显著的升高(P < 0.05或P < 0.01),血清瘦素和胃饥饿素含量显著增加(P < 0.01),肝脏FAS和ADRP基因mRNA表达显著上调(P < 0.05或P < 0.01),血清GSH-Px酶活力显著降低(P < 0.05),MDA含量显著增加(P < 0.05),肝脏组织损伤严重。与OLA组比较,OLA + EMO-H/M组进食、饮水量显著减少(P < 0.05或P < 0.01),体重增量显著降低(P < 0.05或P < 0.01),血清FBG和THC、TG、LDL-C含量显著降低(P < 0.05),瘦素和胃饥饿素含量显著降低(P < 0.05),肝脏FAS和ADRP基因mRNA表达显著下调(P < 0.05),血清SOD和GSH-Px酶活力显著升高(P < 0.05),MDA含量显著降低(P < 0.05),肝脏组织损伤显著改善。EMO组与对照组比较,上述指标差异无统计学意义( P > 0.05)。 结论 辣木叶能够部分逆转奥氮平诱导的糖脂代谢紊乱,其作用机制一方面是辣木叶的抗氧化作用保护组织器官的正常功能,减少瘦素和胃饥饿素的分泌,减轻暴饮暴食症状;另一方面,辣木叶保护肝脏组织细胞功能,下调脂肪酸合成和转运相关基因的表达,降低血脂含量。 Abstract:Objective To explore the protective effect and mechanisms of aqueous extract of Moringa oleifera leaves (EMO) on olanzapine (OLA) induced metabolic disorders in mice. Method 90 female mice were randomly divided into control group, OLA group (3 mg/kg), positive control drug group (OLA + metformin (MET), 3 mg/kg + 75 mg/kg), EMO group (EMO-H/M/L. 400/200/100 mg/kg), OLA + EMO group (OLA + EMO-H/M/L, 3 mg/kg + 400/200/100). Each group was given intragastric administration for 14 days, and weight gain, food and water intake, fasting blood glucose, blood lipid, serum leptin, ghrelin, malondialdehyde (MDA), serum peroxidase dismutase (SOD) activity, glutathione peroxidase (GSH-Px) activity, liver fatty acid synthase (FAS) and adipose differentiation related protein (ADRP) gene mRNA expression, liver tissue pathology damage were detected. Result Compared with control group, in OLA group food intake increased significantly (P < 0.01), the contents of FBG, THC, TG and LDL-C, the levels of serum leptin and ghrelin increased significantly (P < 0.05 or P < 0.01), and the expression of liver FAS and ADRP genes was significantly increased (P < 0.01). Serum SOD and GSH-Px enzyme activities were significantly reduced (P < 0.05), MDA content was significantly increased (P < 0.05), and liver tissue damage was severe. Compared with the OLA group, in OLA + EMO-H / M group food and water intake significantly reduced (P < 0.05 or P < 0.01), body weight gain significantly reduced (P < 0.05 or P < 0.01), serum FBG and THC, TG, and LDL-C levels were significantly reduced (P < 0.05), leptin and ghrelin levels were significantly reduced (P < 0.05). Liver FAS and ADRP gene mRNA expression was significantly down-regulated, serum SOD and GSH-Px enzyme activities were significantly increased (P < 0.05), MDA concentration was significantly reduced (P < 0.05), and liver tissue damage was partially reversed. Compared the Control group, in the EMO group the above indicators were not significantly different. Conclusion EMO may partially reverse the glucose and lipid metabolism disorder induced by olanzapine. The mechanism is that the antioxidant effect protects the normal functions of tissues and organs, reduces the secretion of leptin and ghrelin, and reduces the symptoms of overeating. In addition, it can protect the cellular function of liver tissue, down-regulate the expression of genes related to fatty acid synthesis and transport, and reduce the content of blood lipid. -
Key words:
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Moringa oleifera leaves / - Olanzapine /
- Metabolic syndrome /
- Antioxidant
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奥氮平是第2代抗精神病药物,能有效控制精神分裂症患者的幻觉、妄想、行为紊乱等症状,比喹硫平、利培酮等第一代传统精神疾病药物具有更好的疗效,且引发椎体体外副反应的比率很低,是目前临床上广泛使用的抗精神分裂症药物[1-2]。但是服用奥氮平的患者会出现不同程度的镇静、嗜睡、摄食过量等现象,导致患者出现体重增长、糖脂代谢紊乱、激素分泌紊乱等现象[3],患者出现代谢紊乱的比率达到普通人的2~3倍[4]。虽然奥氮平导致的体重增加和糖脂代谢紊乱的机制尚未明确,但是目前普遍认为奥氮平是一种神经系统多受体作用药,对多巴胺受体、5-羟色胺受体、肾上腺素受体等都具有作用[5]。奥氮平导致的体重增长、代谢紊乱等副作用已经成为威胁精神分裂症患者身体健康的重要因素,所以寻找能够减缓该副作用的药物对改善患者的生活质量具有重要的意义。目前临床上缺乏对奥氮平的副作用特效的治疗药物,奥氮平与二甲双胍或罗格列酮联用,能一定程度降低血糖,但缺少对血脂和体重增长作用的数据[6]。
辣木(Moringa oleifera lam)是一种热带、南亚热带地区广泛种植的辣木属植物,我国云南、广东、福建、台湾等地广泛种植。辣木叶含有丰富的蛋白质、维生素、多糖和多酚等物质[7],具有较强的抗氧化作用[8]。辣木叶对高脂饮食导致的肝损伤、四氯化碳诱导的肝损伤都具有保护作用[9],其保肝护肝机制与抗氧化和提高改善脂代谢有关。研究报道辣木叶对糖尿病[10]和高血糖[11]鼠模型具有良好的降血糖作用。
结合奥氮平导致的糖脂代谢紊乱副作用和辣木叶的降血糖和调节脂代谢的功效,推测辣木叶可能对奥氮平导致的糖脂代谢紊乱具有一定的作用。因此,笔者建立了奥氮平诱导的代谢紊乱小鼠模型,研究辣木叶对小鼠糖脂代谢紊乱的干预作用,并初步探讨其作用机制。
1. 材料与方法
1.1 实验药物
辣木叶粉,陕西泰科生物科技有限公司,生产批号TKSW180908;辣木叶水提取物根据参考文献制备[7],辣木叶粉末200 g,加入超纯水2 L,混匀后煮沸5 min,自然冷却到室温,2 μm滤膜过滤,去除未溶解的杂质,真空冷冻干燥,得到褐色粉末,冷冻保存。奥氮平片,江苏豪森药业集团有限公司,生产批号180705。盐酸二甲双胍片,天津太平洋制药有限公司,批号20180622。
1.2 动物
SPF级昆明小鼠,4周龄,体重18~22 g,雌性(临床上奥氮平引起的糖脂代谢紊乱副作用多见于女性,且前人对奥氮平导致的糖脂代谢紊乱机制研究也基本都使用雌性动物[12-13],故本研究选用雌性小鼠),购买于昆明医科大学实验动物学部,生产合格证编号SCXK(滇)2015-0004。小鼠饲养条件:室温(20 ± 2)℃,相对湿度(60~70)%,自由饮水和进食。
1.3 试剂
葡萄糖测定试剂盒(上海荣盛生物药业有限公司,批号20181205147),小鼠瘦素ELISA试剂盒(杭州联科生物技术股份有限公司,批号228271012);小鼠胃饥饿素ELISA试剂盒(上海酶联生物科技有限公司,批号11/2018);甘油三酯(TG)测试盒(批号20181012),高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)测定试剂盒(批号20181019),低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)测定试剂盒(批号20181022),总胆固醇(TCH)测定试剂盒(批号20181008)均购买自南京建成生物工程研究所;AxyPrep总RNA制备试剂盒(美国Axygen公司,批号071418KD1);RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit(美国Thermo Scientific公司,批号00374359);实时荧光定量PCR试剂盒(德国QIAGEN公司,批号160018535)。
1.4 仪器
Centrifuge 5804R型冷冻离心机(德国Eppendorf公司);QuantStudio TM 6 Flx型实时荧光定量PCR仪(美国Thermo Fisher公司),Synergy 2型多功能酶标仪(美国Biotek公司);ND-1000型核酸蛋白检测仪(美国BDT公司);切片机、EG1160包埋机(德国Leica公司);光学显微镜(德国Leica公司)。
1.5 方法
1.5.1 动物分组及造模
分组:小鼠适应性饲养1周后,随机分为对照组(Control)、奥氮平组(OLA)、奥氮平 + 二甲双胍组(OLA + MET)、辣木叶高、中、低剂量组(EMO-H,EMO-M,EMO-L),奥氮平 + 辣木叶高、中、低剂量组(OLA +EMO-H,OLA + EMO-M,OLA + EMO-L),共9组,每组10只。
造模及处理:OLA组每天灌胃3 mg/kg奥氮平[14-15];OLA + MET组每天灌胃3 mg/kg奥氮平 + 75 mg/kg盐酸二甲双胍;OLA + EMO-H、OLA +EMO-M、OLA + EMO-L组每天灌胃3 mg/kg奥氮平 + 400、200、100 mg/kg辣木叶提取物;EMO-H、EMO-M、EMO-L组每天灌胃400、200、100 mg/kg辣木叶提取物;空白组每天灌胃等量溶剂。共处理2周,末次处理后,所有小鼠禁食不禁水处理12 h。
1.5.2 检测指标
(1)体重检测,实验的第0天(即处理前)和第14天(即给药结束前1 d),称量每只小鼠体重。体重增量 = 第14天体重 - 第0天体重;体重增量百分比 = 体重增量/第0天体重 × 100%。(2)进食和饮水情况检测,实验的第1天(即处理前)和第13天(即给药结束前1 d),每天上午9:00检测每组小鼠饮水量和饲料摄入量。每只小鼠平均每天饮水量和进食量 = 小鼠总的饮水量或进食量/10。(3)血糖浓度检测,实验的第0天(处理前)和第14天,小鼠禁食不禁水处理12 h,根据葡萄糖测定试剂盒说明书,检测每只小鼠血糖浓度。(4)血脂浓度检测, 给药结束后,取小鼠血清,根据试剂盒说明书,检测TCH、TG、HDL-C、LDL-C含量。(5)血清瘦素(Leptin)和胃饥饿素(Ghrelin),给药结束后,取小鼠血清,根据试剂盒说明书,采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测血清瘦素/胃饥饿素含量。(6)血清SOD、GSH-Px、MDA含量检测,给药结束后,取小鼠肝血清,根据试剂盒说明书,检测血清抗氧化酶SOD和GSH-Px活性,检测血清氧化损伤指标MDA含量。(7)肝脏组织病理切片,给药结束后,去小鼠肝脏右叶,4%甲醛溶液固定1周,乙醇梯度脱水、石蜡包埋、切片、脱蜡、水化、HE染色、封片,光学显微镜下观察肝脏组织病理变化。(8)脂代谢基因FAS和ADRP mRNA表达检测,每组随机选择5只小鼠,取小鼠左叶肝脏约30 mg,提取总RNA,ND-1000检测RNA浓度和纯度,取总RNA 0.5 μg,逆转录为cDNA,以cDNA为模板,用FAS、ADRP和β-actin基因引物进行Real-Time PCR扩增,以β-actin为内参对照,采用2-△△Ct法计算基因mRNA的相对表达量。Real-Time PCR反应条件为:(1)95 ℃预变性处理30 s;(2)95 ℃高温变性5 s,60 ℃退火延伸30 s,共35个循环。PCR引物设计:NCBI数据库查询小鼠FAS、ADRP、β-actin基因的CDs序列,使用该序列在NCBI网站Pick Primer,对得到的候选引物进行Primer Blast搜索,扩增特异性高的引物作为候选引物,引物序列,见表1。
表 1 引物序列Table 1. Primer sequences基因名称 正向引物序列(5′−3′) 反向引物序列(5′−3′) FAS GACTCGCTACTGACACGAC CGAGTTGAGCTGGGTTAGGG ADRP GTGTGTGAGATGGCCGAGAA AACAATCTCGGACGTTGGCT β-actin CGTTGATCCGTAAAGACCTC TAGGAGCCTGGGCAGTAATCT 1.6 统计学处理
数据处理使用Graphpad 5.0软件,数据采用均值±标准差(
$ \bar x \pm s$ ),组间比较采用单因素方差分析,P < 0.05为差异有统计学意义。2. 结果
2.1 辣木叶减少小鼠进食、饮水和体重增量
与对照组比较,OLA组小鼠日均进食和饮水量都显著的增加(P < 0.01),这导致OLA组小鼠体重增长量和体重增长比都显著高于对照l组(P < 0.01)。与对照组比较,EMO各剂量组小鼠进食量、饮水量、体重增长量都无明显的变化(P > 0.05)。与OLA组比较,OLA + MET组进食量和饮水量都显著减少(P < 0.05),体重增长显著放缓(P < 0.01);OLA + EMO-H和OLA + EMO-M组小鼠进食、饮水量都显著降低,体重增长量和体重增长显著放缓(P < 0.01),OLA + EMO-L组饮水量显著降低,其余3项指标无显著变化(P > 0.05),见表2。
表 2 辣木叶对小鼠进食量、饮水量和体重增长量的影响[($ \bar x \pm s$ ),n = 10]Table 2. Effect of EMO on food and water intake,body weight gain in mice [($ \bar x \pm s$ ),n = 10]分组 进食量(g) 饮水量(mL) 体重增量(g) 体重增长比(%) 对照组 3.57 ± 0.30 4.42 ± 0.32 6.89 ± 0.45 29.52 ± 2.23 OLA组 4.91 ± 1.03** 4.91 ± 0.44** 10.75 ± 1.22** 46.08 ± 5.58** OLA+MET组 4.05 ± 0.62# 4.52 ± 0.56# 7.26 ± 0.63## 31.65 ± 2.65## EMO-H组 3.43 ± 0.18 4.44 ± 0.31 7.22 ± 0.51 30.89 ± 2.83 EMO-M组 3.51 ± 0.25 4.46 ± 0.32 7.19 ± 0.57 30.83 ± 2.33 EMO-L组 3.34 ± 0.92 4.45 ± 0.33 7.20 ± 0.85 30.86 ± 4.27 OLA+EMO-H组 3.92 ± 0.48## 4.47 ± 0.33## 7.79 ± 0.46## 32.68 ± 2.22## OLA+EMO-M组 4.06 ± 0.47# 4.50 ± 0.30# 9.32 ± 1.22# 40.01 ± 6.14# OLA+EMO-L组 4.25 ± 0.73 4.49 ± 0.29## 9.96 ± 1.40 42.51 ± 7.18 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 2.2 辣木叶对小鼠血脂含量的影响
与对照组比较,OLA组小鼠血清TCH、TG、LDL-C含量都显著的增加(P < 0.01或P < 0.05),HDL-C含量显著降低(P < 0.05);EMO各剂量组TCH、TG、HDL-C、LDL-C含量都无显著的变化(P > 0.05)。与OLA组比较,OLA + MET组TCH、TG和LDL-C含量都显著的降低(P < 0.05或P < 0.01),HDL-C含量无明显变化(P > 0.05);OLA + EMO-H和OLA + EMO-M组TCH、TG、LDL-C含量都显著的降低(P < 0.05),HDL-C含量无显著差异(P > 0.05);OLA + EMO-L组TG含量显著降低(P < 0.01),TCH、HDL-C、LDL-C含量,差异无统计学意义(P > 0.05),见表3。
表 3 小鼠血清TCH、TG、HDL-C、LDL-C含量 [($ \bar x \pm s$ ),n = 10]Table 3. The concentration of serum THC,TG,HDL-C,LDL-C in mice [($ \bar x \pm s$ ),n = 10]分组 TCH(mmol/L) TGmmol/L) HDL-C(mmol/L) LDL-C(mmol/L) 对照组 2.39 ± 0.34 1.49 ± 0.11 2.65 ± 0.26 1.02 ± 0.12 OLA组 3.11 ± 0.59** 2.02 ± 0.24** 2.36 ± 0.27* 1.43 ± 0.20** OLA+MET组 2.41 ± 0.39## 1.66 ± 0.32## 2.42 ± 0.35 1.25 ± 0.16# EMO-H组 2.31 ± 0.50 1.53 ± 0.13 2.69 ± 0.40 1.09 ± 0.12 EMO-M组 2.63 ± 0.40 1.54 ± 0.16 2.75 ± 0.36 1.07 ± 0.08 EMO-L组 2.41 ± 0.37 1.52 ± 0.13 2.73 ± 0.34 1.06 ± 0.12 OLA+EMO-H组 2.55 ± 0.56# 1.70 ± 0.36# 2.48 ± 0.34 1.27 ± 0.11* OLA+EMO-M组 2.60 ± 0.47# 1.72 ± 0.37# 2.50 ± 0.31 1.27 ± 0.12* OLA+EMO-L组 2.75 ± 0.52 1.75 ± 0.22# 2.52 ± 0.31 1.34 ± 0.10 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 2.3 辣木叶对小鼠空腹血糖和血清瘦素、胃饥饿素含量的影响
处理前(第0天),检测发现各组空腹血糖,差异无统计学意义( P > 0.05)。处理后(第14天),与对照组比较,OLA组小鼠空腹血糖显著增加,差异有统计学意义(P < 0.01),血清瘦素和胃饥饿素含量也显著增加,差异有统计学意义(P < 0.01);EMO各组空腹血糖,差异无统计学意义(P > 0.05),血清瘦素和胃饥饿素含量,差异无统计学意义(P > 0.05)。与OLA组比较,OLA + MET组第14天空腹血糖显著降低(P < 0.01),血清瘦素和胃饥饿素含量,差异无统计学意义(P > 0.05);OLA + EMO-H、OLA + EMO-M、OLA + EMO-L组空腹血糖都显著升高,差异有统计学意义(P < 0.05);OLA + EMO-H和OLA + EMO-M组血清瘦素和胃饥饿素含量,差异有统计学意义(P < 0.05),但是OLA + EMO-L组血清瘦素和胃饥饿素含量,差异无统计学意义(P > 0.05),见表4。
表 4 小鼠空腹血糖和血清瘦素和胃饥饿素含量($ \bar x \pm s$ ,n = 10)Table 4. Levels of fasting blood glucose and serum leptin,ghrelin in mice ($ \bar x \pm s$ ,n = 10)分组 FBG(mmol/L)(第0天) FBG(mmol/L)(第14天) Leptin(ng/mL) Ghrelin(pg/mL) 对照组 4.44 ± 0.11 4.51 ± 0.10 8.23 ± 0.92 152.51 ± 34.27 OLA组 4.42 ± 0.16 6.77 ± 1.93** 13.24 ± 3.19** 242.01 ± 64.53** OLA+MET组 4.42 ± 0.21 4.89 ± 1.26## 12.36 ± 1.52 229.33 ± 45.69 EMO-H组 4.45 ± 0.10 4.48 ± 0.11 8.86 ± 0.91 140.11 ± 24.06 EMO-M组 4.43 ± 0.13 4.53 ± 0.19 8.79 ± 0.60 135.03 ± 27.22 EMO-L组 4.41 ± 0.15 4.42 ± 0.15 8.47 ± 0.95 144.41 ± 24.69 OLA+EMO-H组 4.44 ± 0.12 5.71 ± 0.87# 10.85 ± 1.16# 186.82 ± 33.59# OLA+EMO-M组 4.37 ± 0.11 5.91 ± 0.39# 10.98 ± 1.10# 190.15 ± 37.26# OLA+EMO-L组 4.43 ± 0.10 6.62 ± 1.68# 12.10 ± 1.62 226.51 ± 42.43 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 2.4 辣木叶的抗氧化作用
与对照组比较,OLA组小鼠血清SOD和GSH-Px活力都显著的下降,差异有统计学意义(P < 0.05),MDA含量显著增加,差异有统计学意义(P < 0.05);EMO-H组SOD和GSH-Px活力显著降低,差异有统计学意义(P < 0.05),EMO-M组GSP-Px酶活力显著降低,差异有统计学意义(P < 0.05),SOD酶活力,差异无统计学意义(P > 0.05),EMO-L组SOD和GSH-Px酶活力都无显著变化,差异无统计学意义(P > 0.05);EMO组血清MDA含量,差异无统计学意义(P > 0.05)。与OLA组比较,OLA + MET组SOD和GSH-Px酶活力都显著上调,差异有统计学意义(P < 0.05),MDA含量显著降低,差异有统计学意义(P < 0.05);OLA + EMO-H组血清SOD和GSH-Px酶活力都显著升高,差异有统计学意义(P < 0.05),MDA含量显著减低,差异有统计学意义(P < 0.05);OLA + EMO-M组血清SOD和GSH-Px酶活力显著增加,差异有统计学意义(P < 0.05),MDA含量无显著变化,差异无统计学意义(P > 0.05);OLA + EMO-L组血清SOD和GSH-Px酶活力,MDA含量,差异无统计学意义(P > 0.05),见表5。
表 5 小鼠血清SOD、GSH-Px活力和MDA含量[($ \bar x \pm s$ ),n = 10]Table 5. Enzyme activity of SOD,GSH-Px and concentration of MDA in mice [($ \bar x \pm s$ ),n = 10]分组 SOD(U/mL) GSH-Px(U/mL) MDA(μmol/mL) 对照组 175.10 ± 14.48 238.97 ± 30.08 7.96 ± 1.45 OLA组 149.27 ± 24.41* 193.29 ± 16.64** 10.81 ± 8.44* OLA+MET组 176.22 ± 26.55# 224.65 ± 59.26# 8.15 ± 1.66# EMO-H组 158.93 ± 17.13* 208.98 ± 33.46* 6.84 ± 1.58 EMO-M组 169.74 ± 14.49 212.06 ± 23.94* 7.14 ± 1.27 EMO-L组 173.91 ± 9.98 236.89 ± 25.83 7.52 ± 1.55 OLA+EMO-H组 172.72 ± 18.06# 225.96 ± 40.05# 8.20 ± 1.19# OLA+EMO-M组 169.52 ± 15.61# 222.60 ± 37.95# 8.80 ± 1.81 OLA+EMO-L组 165.32 ± 24.16 211.91 ± 34.46 10.03 ± 1.58 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 2.5 辣木叶保护肝脏组织损伤和调节脂肪酸合成和转运基因表达
与对照组比较,OLA组FAS和ADRP基因mRNA表达都显著的升高,差异有统计学意义(P < 0.05或P < 0.01);EMO组FAS和ADRP基因的表达,差异无统计学意义(P > 0.05)。与OLA组比较,OLA + MET组FAS和ADRP基因表达都显著下调,差异有统计学意义(P < 0.05);OLA + EMO-H和OLA + EMO-M组FAS和ADRP基因mRNA表达都显著下降,差异有统计学意义(P < 0.05),OLA + EMO-L组基因表达,差异无统计学意义(P > 0.05),见表6。
表 6 小鼠肝脏FAS、ADRP基因mRNA表达变化[($ \bar x \pm s$ ),n = 5]Table 6. FAS and ADRP mRNA expression [($ \bar x \pm s$ ),n = 5]分组 FAS ADRP 对照组 1.00 ± 0.08 1.00 ± 0.06 OLA组 1.29 ± 0.20* 1.61 ± 0.26** OLA + MET组 1.06 ± 0.08# 1.30 ± 0.18# EMO-H组 1.05 ± 0.08 1.06 ± 0.06 EMO-M组 1.08 ± 0.07 1.08 ± 0.14 EMO-L组 1.08 ± 0.08 0.98 ± 0.12 OLA + EMO-H组 1.05 ± 0.09# 1.21 ± 0.10# OLA + EMO-M组 1.08 ± 0.05# 1.28 ± 0.17# OLA + EMO-L组 1.18 ± 0.10 1.51 ± 0.17 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 对照组(A)肝脏组织结构完整、清晰,细胞形态正常,肝细胞排列整齐,细胞内无脂肪变性。OLA组(B)肝脏组织结构被破坏,细胞间隙模糊,部分细胞胞浆出现空泡状的脂肪变性。EMO组(C、D、E)肝脏组织与Control组比较,无明显的组织病变。OLA + EMO-H和OLA + EMO-M组(F、G)肝脏组织脂肪变性明显减轻,肝脏组织结构相对完整,OLA + EMO组(H)肝脏组织病变无明显逆转,见图1。
3. 讨论
第2代精神病药物对缓解精神异常症状有显著的疗效,但其副作用会导致心血管疾病、糖尿病、高血脂等发病率和死亡率显著升高[16]。奥氮平是临床广泛使用的抗精神分裂症的第2代精神疾病药物,80%服用奥氮平患者体重显著增加[17]。一方面,奥氮平作用于下丘脑,与调节摄食行为和饱足感信号中发挥重要作用的多巴胺D2受体(Dopamine D2 Receptor,D2R)和5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)受体具有高度亲和性,导致下丘脑对摄食行为控制出现紊乱,患者出现暴饮暴食症。另一方面,奥氮平干扰胰岛素分泌,使胰岛素受体表达下调,血清胰岛素抵抗指数升高,胰岛素敏感指数下降,引起糖代谢紊乱。而且,奥氮平对神经系统多靶点的抑制作用,导致卵磷脂胆固醇转酰酶(lecithin cholesterol acyl enzyme transferase,LCAT)等调节脂代谢的酶作用失活,脂肪代谢相关的载脂蛋白(apolipoprotein,Apo)、FAS、ADRP等相关基因表达失调,进而导致脂代谢异常,患者出现血脂升高,心血管疾病发病率显著增加[18]。
辣木叶是辣木的主要活性部位,含有丰富的蛋白质、多糖、维生素、多酚等物质,具有营养、抗氧化、降血糖、降低胆固醇等功效。 结合辣木叶的降血糖和脂代谢调节功效,笔者通过建立奥氮平诱导的小鼠糖脂代谢紊乱模型,发现服用奥氮平会导致小鼠调节摄食的瘦素和胃饥饿素分泌增加,摄食量显著增加,而辣木叶能调节瘦素和胃饥饿素的分泌,减少小鼠的摄食量。奥氮平组小鼠血糖和血脂含量显著的增加,而辣木叶能有效的降低小鼠血糖和血脂含量,探究其机制发现辣木叶的降血脂作用可能与保护肝脏细胞功能,下调FAS和ADRP基因的表达有关。奥氮平导致的代谢紊乱机制复杂,笔者检测发现服用奥氮平的小鼠处于高度氧化应激状态,而辣木叶的多酚类物质具有显著的抗氧化作用,能提高抗氧化酶(SOD、GSH-Px)活性,降低机体的氧化应激水平。之前的文献报道证实辣木叶具有降血糖、降血脂和抗氧化的功效[10, 11, 16],但是研究模型对象为常见的四氧嘧啶诱导的高血糖或者高脂饮食诱导的高血脂动物模型,而本研究的动物模型为奥氮平诱导的高血糖和高血脂小鼠,是初次对辣木叶对奥氮平诱导的糖脂代谢紊乱保护作用展开研究,有利于能进一步了解辣木叶的药理作用。
奥氮平是一种神经系统多靶点药物,其导致代谢紊乱机制复杂,本研究证实辣木叶能有效的缓解奥氮平导致的糖脂代谢紊乱,并初步推测其作用机制可能与抗氧化损伤,部分恢复组织器官的正常功能有关。笔者设置了辣木叶高、中、低3个剂量组,发现辣木叶的药理作用具有一定的剂量依赖关系,其中高剂量组的干预效果最好,对笔者检测的相关指标都具有显著的干预作用。而低剂量组只对血糖浓度具有干预作用,对体重增长、脂代谢异常、瘦素和胃饥饿素分泌、FAS和ADRP基因的表达都未有显著的影响,抗氧化作用也不明显,故今后的进一步研究需要提高低剂量的浓度。
但是辣木叶调节代谢紊乱是通过调节食物摄入的结果,还是直接作用于糖脂代谢靶点基因,改善糖脂代谢紊乱,具体机制目前还不清楚。本研究所用的是辣木叶水提物,其成分复杂,具体是哪些成份在改善奥氮平所致的糖脂代谢紊乱中发挥作用,需要后续研究进一步验证。
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表 1 引物序列
Table 1. Primer sequences
基因名称 正向引物序列(5′−3′) 反向引物序列(5′−3′) FAS GACTCGCTACTGACACGAC CGAGTTGAGCTGGGTTAGGG ADRP GTGTGTGAGATGGCCGAGAA AACAATCTCGGACGTTGGCT β-actin CGTTGATCCGTAAAGACCTC TAGGAGCCTGGGCAGTAATCT 表 2 辣木叶对小鼠进食量、饮水量和体重增长量的影响[(
$ \bar x \pm s$ ),n = 10]Table 2. Effect of EMO on food and water intake,body weight gain in mice [(
$ \bar x \pm s$ ),n = 10]分组 进食量(g) 饮水量(mL) 体重增量(g) 体重增长比(%) 对照组 3.57 ± 0.30 4.42 ± 0.32 6.89 ± 0.45 29.52 ± 2.23 OLA组 4.91 ± 1.03** 4.91 ± 0.44** 10.75 ± 1.22** 46.08 ± 5.58** OLA+MET组 4.05 ± 0.62# 4.52 ± 0.56# 7.26 ± 0.63## 31.65 ± 2.65## EMO-H组 3.43 ± 0.18 4.44 ± 0.31 7.22 ± 0.51 30.89 ± 2.83 EMO-M组 3.51 ± 0.25 4.46 ± 0.32 7.19 ± 0.57 30.83 ± 2.33 EMO-L组 3.34 ± 0.92 4.45 ± 0.33 7.20 ± 0.85 30.86 ± 4.27 OLA+EMO-H组 3.92 ± 0.48## 4.47 ± 0.33## 7.79 ± 0.46## 32.68 ± 2.22## OLA+EMO-M组 4.06 ± 0.47# 4.50 ± 0.30# 9.32 ± 1.22# 40.01 ± 6.14# OLA+EMO-L组 4.25 ± 0.73 4.49 ± 0.29## 9.96 ± 1.40 42.51 ± 7.18 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 表 3 小鼠血清TCH、TG、HDL-C、LDL-C含量 [(
$ \bar x \pm s$ ),n = 10]Table 3. The concentration of serum THC,TG,HDL-C,LDL-C in mice [(
$ \bar x \pm s$ ),n = 10]分组 TCH(mmol/L) TGmmol/L) HDL-C(mmol/L) LDL-C(mmol/L) 对照组 2.39 ± 0.34 1.49 ± 0.11 2.65 ± 0.26 1.02 ± 0.12 OLA组 3.11 ± 0.59** 2.02 ± 0.24** 2.36 ± 0.27* 1.43 ± 0.20** OLA+MET组 2.41 ± 0.39## 1.66 ± 0.32## 2.42 ± 0.35 1.25 ± 0.16# EMO-H组 2.31 ± 0.50 1.53 ± 0.13 2.69 ± 0.40 1.09 ± 0.12 EMO-M组 2.63 ± 0.40 1.54 ± 0.16 2.75 ± 0.36 1.07 ± 0.08 EMO-L组 2.41 ± 0.37 1.52 ± 0.13 2.73 ± 0.34 1.06 ± 0.12 OLA+EMO-H组 2.55 ± 0.56# 1.70 ± 0.36# 2.48 ± 0.34 1.27 ± 0.11* OLA+EMO-M组 2.60 ± 0.47# 1.72 ± 0.37# 2.50 ± 0.31 1.27 ± 0.12* OLA+EMO-L组 2.75 ± 0.52 1.75 ± 0.22# 2.52 ± 0.31 1.34 ± 0.10 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 表 4 小鼠空腹血糖和血清瘦素和胃饥饿素含量(
$ \bar x \pm s$ ,n = 10)Table 4. Levels of fasting blood glucose and serum leptin,ghrelin in mice (
$ \bar x \pm s$ ,n = 10)分组 FBG(mmol/L)(第0天) FBG(mmol/L)(第14天) Leptin(ng/mL) Ghrelin(pg/mL) 对照组 4.44 ± 0.11 4.51 ± 0.10 8.23 ± 0.92 152.51 ± 34.27 OLA组 4.42 ± 0.16 6.77 ± 1.93** 13.24 ± 3.19** 242.01 ± 64.53** OLA+MET组 4.42 ± 0.21 4.89 ± 1.26## 12.36 ± 1.52 229.33 ± 45.69 EMO-H组 4.45 ± 0.10 4.48 ± 0.11 8.86 ± 0.91 140.11 ± 24.06 EMO-M组 4.43 ± 0.13 4.53 ± 0.19 8.79 ± 0.60 135.03 ± 27.22 EMO-L组 4.41 ± 0.15 4.42 ± 0.15 8.47 ± 0.95 144.41 ± 24.69 OLA+EMO-H组 4.44 ± 0.12 5.71 ± 0.87# 10.85 ± 1.16# 186.82 ± 33.59# OLA+EMO-M组 4.37 ± 0.11 5.91 ± 0.39# 10.98 ± 1.10# 190.15 ± 37.26# OLA+EMO-L组 4.43 ± 0.10 6.62 ± 1.68# 12.10 ± 1.62 226.51 ± 42.43 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 表 5 小鼠血清SOD、GSH-Px活力和MDA含量[(
$ \bar x \pm s$ ),n = 10]Table 5. Enzyme activity of SOD,GSH-Px and concentration of MDA in mice [(
$ \bar x \pm s$ ),n = 10]分组 SOD(U/mL) GSH-Px(U/mL) MDA(μmol/mL) 对照组 175.10 ± 14.48 238.97 ± 30.08 7.96 ± 1.45 OLA组 149.27 ± 24.41* 193.29 ± 16.64** 10.81 ± 8.44* OLA+MET组 176.22 ± 26.55# 224.65 ± 59.26# 8.15 ± 1.66# EMO-H组 158.93 ± 17.13* 208.98 ± 33.46* 6.84 ± 1.58 EMO-M组 169.74 ± 14.49 212.06 ± 23.94* 7.14 ± 1.27 EMO-L组 173.91 ± 9.98 236.89 ± 25.83 7.52 ± 1.55 OLA+EMO-H组 172.72 ± 18.06# 225.96 ± 40.05# 8.20 ± 1.19# OLA+EMO-M组 169.52 ± 15.61# 222.60 ± 37.95# 8.80 ± 1.81 OLA+EMO-L组 165.32 ± 24.16 211.91 ± 34.46 10.03 ± 1.58 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 表 6 小鼠肝脏FAS、ADRP基因mRNA表达变化[(
$ \bar x \pm s$ ),n = 5]Table 6. FAS and ADRP mRNA expression [(
$ \bar x \pm s$ ),n = 5]分组 FAS ADRP 对照组 1.00 ± 0.08 1.00 ± 0.06 OLA组 1.29 ± 0.20* 1.61 ± 0.26** OLA + MET组 1.06 ± 0.08# 1.30 ± 0.18# EMO-H组 1.05 ± 0.08 1.06 ± 0.06 EMO-M组 1.08 ± 0.07 1.08 ± 0.14 EMO-L组 1.08 ± 0.08 0.98 ± 0.12 OLA + EMO-H组 1.05 ± 0.09# 1.21 ± 0.10# OLA + EMO-M组 1.08 ± 0.05# 1.28 ± 0.17# OLA + EMO-L组 1.18 ± 0.10 1.51 ± 0.17 与对照组比较,*P < 0.05,**P < 0.01;与OLA组比较,#P < 0.05,##P < 0.01。 -
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