EGCG改善高果糖饮食小鼠代谢紊乱的作用与机制研究_周继红.pdf

茶叶科学 2023，43（3）：399410 Journal of Tea Science www.tea- 收稿日期：2022-12-12 修订日期：2023-04-27 基金项目：国家自然科学基金区域创新联合基金（U19A2034）作者简介：周继红，女，特聘副研究员，主要从事茶叶生物化学与人体健康研究，。*通信作者： EGCG 改善高果糖饮食小鼠代谢紊乱的作用与机制研究 周继红，陈蔚，丁乐佳，王岳飞*浙江大学茶叶研究所，浙江 杭州 310058 摘要：为探究表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）对高果糖饮食诱导代谢紊乱的作用功效及机制，将 15 只雄性 SPF 级 C57BL/6 小鼠随机分为 3 组：正常饮食组（NCD）、高果糖饮食组（HFD）和高果糖补充 1%EGCG饮食组（HFE）。饲喂 8 周后测定小鼠的体质量、能量利用率、ALT 和 AST 含量及组织形态学染色等参数。ELISA 检测肝脏 TNF-、IL-1、IL-6 和肠道 IL-6 炎症因子水平，实时荧光定量 PCR 检测肝脏 Srebp-1c、Tlr4、Myd88 及肠道 Zo-1、Tlr4、Myd88 基因表达水平，免疫组化检测 ZO-1、Occludin 蛋白表达水平。试验表明，膳食补充 EGCG 能够有效抑制高果糖饮食诱导的小鼠体重增加、脂肪积累、肝脏及肠道炎症因子释放，并可上调肠壁完整性相关的 Zo-1 基因表达水平和 ZO-1、Occludin 蛋白表达水平，下调肝脏中脂质代谢相关的Srebp-1c 基因表达水平，下调肠道和肝脏中炎症相关的 Tlr4、Myd88 基因表达水平。以上结果表明，膳食补充EGCG 对高果糖饮食诱导的代谢障碍和炎症反应有一定的预防作用，其机理可能与 TLR4/MyD88 信号通路介导的肠-肝轴调控机制有关。关键词：茶多酚；食源性肥胖；炎症反应；脂质代谢；肠-肝轴 中图分类号：S571.1，R151.3 文献标识码：A 文章编号：1000-369X(2023)03-399-12 Regulatory Effect and Mechanism of EGCG on Metabolic Disorders in High-fructose Diet Mice ZHOU Jihong,CHEN Wei,DING Lejia,WANG Yuefei*Tea Research Institute,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China Abstract:This study investigated the effects and mechanisms of epigallocatechin gallate(EGCG)on high-fructose diet-induced metabolic disorders.Fifteen male SPF C57BL/6 mice were randomly divided into three groups:normal diet group(NCD),high-fructose diet group(HFD),and high-fructose diet supplemented with 1%EGCG group(HFE),with 5 mice in each group.After 8 weeks of feeding,the body weight,energy utilization rate,ALT and AST levels,as well as tissue morphology staining of the mice were measured.Furthermore,hepatic TNF-,IL-1,IL-6 and intestinal IL-6 inflammatory cytokine levels were detected by ELISA.The expressions of Srebp-1c,Tlr4,Myd88 in liver and Zo-1,Occludin,Tlr4 and Myd88 in intestine were measured by quantitative real-time PCR.Protein expressions of ZO-1 and Occludin were detected by IHC.The results show that dietary supplementation of EGCG could effectively reduce high-fructose diet-induced body weight gain,fat accumulation,hepatic and intestinal inflammatory responses,and could improve the intestinal barrier function by upregulating the expression of Zo-1 and the protein expressions of ZO-1 and Occludin.It also modulated lipid metabolism by reducing the expression level of Srebp-1c in liver,and downregulated the expression levels of inflammatory-related genes(Tlr4 and Myd88)in colon and liver.The results above suggest that dietary supplementation of EGCG has a preventive effect on high-fructose DOI:10.13305/ki.jts.2023.03.012400 茶 叶 科 学 43 卷 diet-induced metabolic disorders and inflammatory responses,and its mechanism may be related to the regulation of the gut-liver axis mediated by the TLR4/MyD88 signaling pathway.Keywords:tea polyphenols,diet-induced obesity,inflammatory responses,lipid metabolism,gut-liver axis 随着我国经济飞速发展与人民消费水平不断提高，国民对甜食及含糖饮料的喜爱度与日俱增1。高果糖玉米糖浆（High fructose corn syrup，HFCS）是甜食及软饮料中甜味剂的主要来源之一2。饮食是健康的重要决定因素，已有流行病学研究发现过量摄入果糖的饮食习惯同肥胖症、脂肪肝等代谢综合征的发生具有相关性3-6。因此，通过安全有效的膳食调节方式防治高果糖饮食诱导的相关代谢综合征成为了食品营养科学和健康领域亟待解决的重要问题。茶作为一种具有促进健康作用的功能性食品和饮料，被人们广泛饮用。表没食子儿茶素 没 食 子 酸 酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）作为绿茶中含量最高的多酚类物质组成成分之一，已被证明在缓解代谢障碍7-8及抗炎方面9-10效果显著。然而，现有的 EGCG调节食源性肥胖、代谢障碍及炎症等方面的机制研究主要聚焦于高脂膳食模型或高葡萄糖、高蔗糖膳食模型，对高果糖饮食诱发的代谢障碍及炎症反应的调节机制仍有待明晰。本研究基于高果糖饮食诱导的 C57BL/6J 小鼠模型，从 EGCG 对小鼠脂质积累、血糖调节能力、肝功能、脂质代谢以及炎症反应的作用与机制展开研究，为挖掘膳食补充 EGCG 改善高果糖饮食诱导的代谢紊乱的膳食干预新靶点奠定理论基础和试验基础。1 材料与方法材料与方法 1.1 试验材料 1.1.1 试验动物 15 只 4 周龄雄性 SPF 级 C57BL/6 小鼠购自上海斯莱克实验动物有限公司SCXK（浙）2018-0006，饲养于浙江大学动物实验中心SPF 级动物房。小鼠均在标准环境内（温度2226，相对湿度 40%70%，12 h/12 h 光暗循环）合笼饲养（每笼 5 只）。试验期间小鼠自由摄食及饮水。1.1.2 药品与试剂 EGCG（纯度98%）购自湖州荣凯植物提取有限公司；普通小鼠饲料、高果糖小鼠饲料（17%果 糖 供 能，其 他 比 例 参 照 美 国Research Diets 公司 D12451 饲料配方）、高果糖添加 1%EGCG 小鼠饲料（前者基础上添加1%EGCG）购自上海帆泊生物技术有限公司；苏木精-伊红（Hematoxylin-eosin，HE）染色试剂盒、油红 O 染色试剂盒、肿瘤坏死因子（Tumor necrosis factor，TNF-）/白细胞介素-1（Interleukin-1，IL-1）/白细胞介素-6（Interleukin-6，IL-6）酶联免疫法（Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）试剂盒、cDNA第一链合成试剂盒均购自武汉赛维尔生物科技有限公司；Trizol 试剂盒购自赛默飞世尔中国。1.1.3 仪器与设备 SW-CJ-1FD 超净工作台，苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；KZ-FP 高速组织研磨仪、MX-F 涡旋混合器，武汉赛维尔生物科技有限公司；D3024R 台式高速冷冻型微量离心机，大龙兴创实验仪器（北京）股份公司；One-Touch UltraVue 血糖仪及试纸，强生（中国）医疗器械有限公司；TBA-40FR 全自动生化分析仪，日本东芝；FBZ2001-up-p 标准试剂型纯水仪，青岛富勒姆科技有限公司；Epoch酶标检测仪，美国伯腾仪器有限公司；CFX荧 光 定 量 聚 合 酶 链 式 反 应（Real-time Quantitative Polymerase Chain Reaction，qRT-PCR）仪，美国 Bio-Rad 公司；NanoDrop 2000 超微量分光光度计，赛默飞世尔中国。3 期 周继红，等：EGCG 改善高果糖饮食小鼠代谢紊乱的作用与机制研究 401 1.2 试验方法 1.2.1 动物分组及干预方案 15 只 4 周龄雄性 C57BL/6 小鼠适应性喂养 14 d 后根据体质量(202)g 随机分为正常饮食组（Normal chow diet，NCD）、高果糖饮食组（High-fructose diet，HFD）、高果糖补充 1%EGCG 组（High-fructose+EGCG diet，HFE），其中 EGCG 浓度在已有文献11-14及前期预试验的基础上确定。持续饲喂 8 周，每周记录两次小鼠摄食量（摄食量=给食量剩食量）、体质量并计算能量利用率（能量利用率=增重量/摄入能量100%）。本研究经浙江大学实验动物伦理委员会审查批准（审批号：ZJU20210199）。1.2.2 口服葡萄糖耐量检测 第 8 周测定小鼠口服葡萄糖耐量（Oral glucose tolerance test，OGTT）值：对小鼠禁食 16 h 后测定小鼠空腹血糖值，再以 30%葡萄糖溶液按 2 gkg-1剂量对小鼠进行灌胃，使用快速血糖仪分别于 15、30、60、90、120 min在小鼠尾部取血测定血糖值。通过计算血糖曲线下面积（Area under the curve of blood glucose，AUC）得出血糖贡献比例：空腹血糖贡献度=AUCB/(AUCB+AUCP)100%给药血糖贡献度=AUCP/(AUCB+AUCP)100%式中，AUCB为 NCD 曲线下面积；AUCP为 HFD、HFE 曲线下面积。1.2.3 血液生化指标