張 昕，趙延蕾，陳睿曦，王一名，王靜鳳，薛長(zhǎng)湖*

（中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266003）

海參巖藻聚糖硫酸酯對(duì)小鼠胰島素抵抗及炎癥因子的影響

張 昕，趙延蕾，陳睿曦，王一名，王靜鳳，薛長(zhǎng)湖*

（中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266003）

目的：比較研究海地瓜巖藻聚糖硫酸酯（fucoidan from Acaudina molpadioidea，Am-FUC）和美國(guó)肉參巖藻聚糖硫酸酯（fucoidan from Isostichopus badionotus，Ib-FUC）對(duì)肥胖小鼠胰島素抵抗及相關(guān)炎癥因子的改善作用。方法：以高脂高果糖飼料飼喂法建立胰島素抵抗小鼠模型。雄性C57BL/6小鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、模型對(duì)照組、陽(yáng)性對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)A、B、C、D組。正常對(duì)照組飼喂標(biāo)準(zhǔn)飼料，其他組飼喂高脂高果糖飼料。陽(yáng)性對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)A、B、C、D組分別在飼料中添加羅格列酮（rosiglitazone，RSG，1 mg/（kg·d））、低劑量Ib-FUC（20 mg/（kg·d））、高劑量Ib-FUC（80 mg/（kg·d））、低劑量Am-FUC（20 mg/（kg·d））、高劑量Am-FUC（80 mg/（kg·d））。各組小鼠自由攝食攝水120 d。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱量小鼠白色脂肪質(zhì)量，檢測(cè)空腹血糖、血清胰島素及血清腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、瘦素、脂聯(lián)素水平。結(jié)果：2 種FUC均可極顯著地降低胰島素抵抗小鼠的脂肪積累（P＜0.01），降低血糖（P＜0.01）和胰島素（P＜0.01）水平，改善胰島素抵抗（P＜0.01），降低TNF-α（P＜0.01）、IL-6（P＜0.01）和瘦素（P＜0.01）含量，提高血清脂聯(lián)素含量（P＜0.01）。Am-FUC效果優(yōu)于Ib-FUC。結(jié)論：Am-FUC和Ib-FUC能顯著改善胰島素抵抗小鼠的高血糖癥狀及胰島素抵抗程度，Am-FUC的效果優(yōu)于Ib-FUC，其作用機(jī)制可能與改善肥胖引起的細(xì)胞因子的分泌有關(guān)。

海地瓜；美國(guó)肉參；巖藻聚糖硫酸酯；胰島素抵抗；炎癥因子

胰島素抵抗（insulin resistance，IR）是代謝綜合征的共同生理基礎(chǔ)，是促使糖尿病、高血壓、高血脂等疾病發(fā)生發(fā)展的最重要和最根本的原因，嚴(yán)重威脅人類健康。IR的形成機(jī)制較為復(fù)雜，至今其分子機(jī)制尚未被完全闡明[1]。目前認(rèn)為，肥胖引起的炎癥反應(yīng)與胰島素抵抗關(guān)系密切，在Ⅱ型糖尿病、非酒精性脂肪性肝病、動(dòng)脈粥樣硬化等疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起著非常重要的作用[2]。近年來(lái)炎癥導(dǎo)致IR的機(jī)制一直是研究熱點(diǎn)。一般認(rèn)為IR是一個(gè)慢性亞臨床炎癥過(guò)程，肥胖發(fā)生時(shí)，過(guò)量的脂肪在體內(nèi)堆積，引起炎癥反應(yīng)。脂肪細(xì)胞分泌的許多炎癥因子（如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、抵抗素等）可介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的炎癥反應(yīng)，阻礙胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而誘發(fā)IR[3]。因此，抗炎治療改善胰島素抵抗為防治糖尿病提供新的思路和方法。

海參巖藻聚糖硫酸酯（sea cucumber fucoidan，SC-FUC）是一類主要由L-巖藻糖及硫酸酯基團(tuán)組成的直鏈多糖，通常結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單且硫酸酯化形式規(guī)律。巖藻聚糖硫酸酯的結(jié)構(gòu)存在著明顯的種間差異。美國(guó)肉參巖藻聚糖硫酸酯（fucoidan from Isostichopus badionotus，Ib-FUC）和海地瓜巖藻聚糖硫酸酯（fucoidan from Acaudina molpadioidea，Am-FUC）的結(jié)構(gòu)如圖1所示。兩者因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和硫酸化程度不同因而存在活性差異[4-5]。目前有研究表明，SC-FUC具有免疫調(diào)節(jié)[6]、改善脂肪肝[7]、抗炎[8]、抗腫瘤[9]、抗胃潰瘍[10]等活性，但是對(duì)于其改善胰島素抵抗的作用報(bào)道較少。本實(shí)驗(yàn)以海地瓜巖藻聚糖硫酸酯（Am-FUC）和美國(guó)肉參巖藻聚糖硫酸酯（Ib-FUC）為研究對(duì)象，比較研究其對(duì)小鼠胰島素抵抗及與胰島素抵抗相關(guān)的炎癥因子的改善作用，為低值海參的高值化利用提供理論依據(jù)。

圖 1 AAmm-FUCC（aa）和IIbb-FUC（b）的結(jié)構(gòu)Fig.1 Structures of Am-FUC (a) and Ib-FUC (b)

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

2 種海參干品：海地瓜（Acaudina molpadioides）、美國(guó)肉參（Isostichopus badionotus），購(gòu)于山東省青島市南山水產(chǎn)品市場(chǎng)，由中國(guó)科學(xué)院海洋研究所廖玉麟研究員對(duì)其進(jìn)行了種屬鑒定；雄性C57BL/6小鼠，SPF級(jí)，體質(zhì)量17～19 g，購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司，許可證號(hào)：SCXK（京）2012-0001。

氯化十六烷基吡啶（cetylpyridinium chloride，CPC） 生工生物工程（上海）股份有限公司；干酪素北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；DL-蛋氨酸 天津市大茂化學(xué)試劑廠；羅格列酮（rosiglitizone，RSG）、胰島素、木瓜蛋白酶 美國(guó)Sigma公司；葡萄糖試劑盒 北京中生北控生物科技股份有限公司；胰島素、瘦素、脂聯(lián)素、IL-6和TNF-α酶聯(lián)免疫反應(yīng)（enzymelinked immunosorbent assay，ELISA）檢測(cè)試劑盒 美國(guó)R&D公司；其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

ALPHA 1-4 LO型凍干機(jī) 德國(guó)CHRIST公司；Model680型酶標(biāo)儀 美國(guó)Bio-Rad公司；LABOROTA 4000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 德國(guó)Heidolph公司；GL-20M型高速冷凍離心機(jī) 上海盧湘離心機(jī)儀器有限公司；1100型高效液相色譜儀 美國(guó)Agilent公司；TSK-gel G4000 PWxl色譜柱 日本Tosoh Bioscience公司。

1.3 方法

1.3.1 Am-FUC和Ib-FUC的制備

海地瓜和美國(guó)肉參干品經(jīng)粉碎、丙酮浸泡脫脂48 h后，室溫晾干。向干物質(zhì)中（以下提取步驟均按照1 g干物質(zhì)計(jì)算）加入加入30 mL 0.l mol/L乙酸鈉緩沖溶液（pH 6.0）、100 mg木瓜蛋白酶，60 ℃水浴條件下攪拌反應(yīng) 24 h，20 ℃、4 000 r/min離心15 min。向上清液中加入1.6 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的CPC溶液，室溫放置24 h后離心，沉淀溶解于15 mL 3 mol/L NaCl-乙醇（100∶15，V/V）溶液中，4 ℃靜置 24 h，離心棄沉淀。向上清液中加入乙醇，使溶液醇度達(dá)到40%，離心后向上清液中再次加入乙醇使其醇度達(dá)到75%，沉淀充分后離心取沉淀物，分別用 30 mL 80%和95%乙醇先后洗2～3 次。蒸餾水溶解沉淀物，用截流分子質(zhì)量為10 kD的透析袋室溫下流水透析24 h，蒸餾水透析24 h，濃縮凍干，分別得到Am-FUC和Ib-FUC粗品。

分別取400 g Am-FUC和Ib-FUC粗品溶于10 mL 25 mmol/L NaH2PO4-NaOH（pH 6.3）緩沖鹽溶液中，過(guò)DEAE-52陰離子交換柱，以0～1.4 mol/L NaCl緩沖鹽溶液連續(xù)梯度洗脫，流速0.5mL/min，每10 mL收集1 管。洗脫液過(guò)液相TSK4000柱檢測(cè)組分單一的管，收集后透析，凍干得到Am-FUC和Ib-FUC純品。本課題組前期研究顯示，Am-FUC和Ib-FUC分子質(zhì)量分別為1 656.7、435 kD，2 種FUC硫酸根含量分別為27.25%[11]和32.9%[12]。

1.3.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

用高脂高果糖飼料飼喂C57BL/6小鼠建立胰島素抵抗小鼠模型。小鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、模型對(duì)照組、陽(yáng)性對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)A、B、C、D組，每組10 只。正常對(duì)照組飼喂標(biāo)準(zhǔn)飼料，其他組飼喂高脂高果糖飼料。陽(yáng)性對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)A、B、C、D組，分別飼喂RSG（1 mg/（kg·d））、低劑量Ib-FUC（20 mg/（kg·d））、高劑量Ib-FUC（80 mg/（kg·d））、低劑量Am-FUC（20 mg/（kg·d））、高劑量Am-FUC（80 mg/（kg·d））。各組動(dòng)物飼料配制成分見表1。其中，復(fù)合礦物質(zhì)及維生素均參照美國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)頒布的嚙齒類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物純化飼料AIN-93配方。按照阿特沃特通用系數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行食物能量換算，正常對(duì)照組飼料熱量為16.95 kJ/g，其他組飼料熱量為20.3 kJ/g。

表1 動(dòng)物飼料配方組成Table1 Composition of experimental diets for animals g/kg

實(shí)驗(yàn)期間，小鼠自由攝食和飲水，每3 d記錄小鼠體質(zhì)量和攝食量，連續(xù)喂養(yǎng)90 d。末次喂養(yǎng)后，禁食不禁水10 h，摘眼球取血，常規(guī)分離血清，保存于-20 ℃?zhèn)溆?。迅速剝離皮下脂肪、腎周脂肪、附睪脂肪稱質(zhì)量。按照公式（1）計(jì)算脂體比。

1.3.3 空腹血糖測(cè)定

小鼠禁食不禁水5 h，尾靜脈取血10 μL，置于含有蛋白質(zhì)沉淀劑的EP管中，按照試劑盒方法測(cè)定血糖濃度。

1.3.4 口服葡萄糖耐量測(cè)定

小鼠禁食不禁水5 h，灌胃葡萄糖溶液（2 g/kg）后，分別在0、0.5、1.0、2.0 h時(shí)，尾靜脈取血10 μL，置于含有蛋白質(zhì)沉淀劑的EP管中。按照試劑盒方法測(cè)定口服葡萄糖耐量，繪制口服葡萄糖耐量曲線，按公式（2）計(jì)算血糖濃度-時(shí)間曲線下面積（area under the curve，AUC）。

式中：c1、c2、c3、c4分別為0、0.5、1.0、2.0 h的血糖濃度/（mmol/L）。

1.3.5 血清胰島素水平測(cè)定

小鼠禁食不禁水10 h，摘眼球取血，常規(guī)分離血清，按照ELISA試劑盒方法檢測(cè)血清胰島素含量，分別按公式（3）、（4）計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)（insulin resistance index，HOMA-IR）及胰島素敏感性指數(shù)（insulin sensitivity index，QUICKI）。

1.3.6 血清TNF-α、IL-6、瘦素、脂聯(lián)素水平的測(cè)定

小鼠禁食不禁水10 h，摘眼球取血，常規(guī)分離血清，參照酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）試劑盒方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 2 種FUC對(duì)小鼠體質(zhì)量增加量和脂肪組織質(zhì)量的影響

表 22 AAmm--FFUUCC和IIbb-FUC對(duì)小鼠對(duì)糖尿病小鼠體質(zhì)量增量及脂肪質(zhì)量的影響Table2 Effects off AAmm-FUC aanndd IIbb-FUC on body weight gain and adipose weight in mice

如表2所示，模型對(duì)照組小鼠體質(zhì)量增加量明顯高于正常對(duì)照組（P＜0.01），與模型對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)B、D組小鼠體質(zhì)量分別下降了13.12%和15.17%（P＜0.01）。結(jié)果提示，2 種海參巖藻聚糖硫酸酯可以顯著減輕胰島素抵抗小鼠的肥胖程度，抑制體質(zhì)量的增加。其中，Am-FUC的效果優(yōu)于Ib-FUC。

模型對(duì)照組小鼠體內(nèi)脂肪質(zhì)量和脂體比極顯著高于正常對(duì)照組（P＜0.01），表明攝入高脂高果糖飲食導(dǎo)致小鼠脂肪的積累。與模型對(duì)照組比，實(shí)驗(yàn)B、D組小鼠脂體比極顯著降低，分別下降了37.33%和44.83%（P＜0.01）。結(jié)果提示2 種海參巖藻聚糖硫酸酯均能減少小鼠體內(nèi)脂肪的積累，而Am-FUC的效果優(yōu)于Ib-FUC。2.2 2 種FUC對(duì)小鼠空腹血糖及口服葡萄糖耐量的影響

表3 2 種FUC對(duì)小鼠空腹血糖、口服葡萄糖耐量、血清胰島素含量及胰島素抵抗指數(shù)的影響Table3 Effect of AAmm-FUC aanndd IIbb-FUC on fasting blood glucose and serum insulin levels in mice

圖2 種FUC對(duì)小鼠空腹血糖水平的影響Fig.2 Effect of Am-FUC and Ib-FUC on fasting blood glucose levels in mice

圖3 小鼠血糖濃度-時(shí)間曲線下面積Fig.3 AUC of blood glucose in mice

空腹血糖和口服葡萄糖耐量是目前公認(rèn)診斷Ⅱ型糖尿病的標(biāo)準(zhǔn)，AUC越小，表明葡萄糖耐受性越高。如表3和圖2、3所示，模型對(duì)照組小鼠空腹血糖水平和AUC較正常對(duì)照組極顯著升高（P＜0.01），表明模型對(duì)照組小鼠出現(xiàn)了高血糖癥狀，同時(shí)口服葡萄糖耐量嚴(yán)重受損。與模型對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)B、D組小鼠空腹血糖分別下降了 9.99%和 14.94%（P＜0.01）；AUC分別下降了8.99%和11.58%（P＜0.01）。結(jié)果提示，2 種海參巖藻聚糖硫酸酯可以顯著降低胰島素抵抗小鼠的血糖水平并改善葡萄糖耐受能力，其中，Am-FUC的效果優(yōu)于Ib-FUC。

2.3 對(duì)血清胰島素水平的影響

高胰島素血癥是胰島素抵抗的典型標(biāo)志。胰島素水平越高，說(shuō)明胰島素抵抗程度越嚴(yán)重。HOMA-IR是評(píng)價(jià)個(gè)體的胰島素抵抗程度的指標(biāo)，QUICKI是評(píng)價(jià)個(gè)體的胰島素敏感程度的指標(biāo)。由表3可知，高脂高果糖飲食成功誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生高胰島素血癥，同時(shí)極顯著提高HOMA-IR值（P＜0.01），并且降低QUICKI值（P＜0.01）。與模型對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)B、D組的血清胰島素含量分別降低了26.83%和32.59%（P＜0.01），HOMA-IR值分別降低了40.64%和47.21%（P＜0.01），QUICKI值分別上升了11.62%和13.95%（P＜0.01）。結(jié)果提示2 種海參巖藻聚糖硫酸酯均能改善小鼠的胰島素抵抗，其中Am-FUC效果優(yōu)于Ib-FUC，與RSG效果相近。

2.4 對(duì)血清中TNF-α、IL-6、瘦素和脂聯(lián)素含量的影響

表4 2 種FUC對(duì)血清TNFF--α、IL-6、瘦素、脂聯(lián)素含量的影響Table4 Effects of AAmm-FUC aanndd IIbb-FUC on serum TNF-α, IL-6, leptin and adiponcetin in mice

TNF-α是由脂肪組織分泌的一種促炎因子，其在血清中的含量與胰島素抵抗程度呈正相關(guān)，與胰島素敏感性呈負(fù)相關(guān)。由表4可知，與正常對(duì)照組比，模型對(duì)照組小鼠血清TNF-α水平極顯著上升（P＜0.01）。與模型對(duì)照組相比，F(xiàn)UC干預(yù)組血清TNF-α水平下降，其中實(shí)驗(yàn)B、D組血清TNF-α含量分別降低了15.9%和19.39%（P＜0.01）。結(jié)果提示2 種海參巖藻聚糖硫酸酯均能降低小鼠血清TNF-α水平，改善胰島素抵抗，其中Am-FUC效果優(yōu)于Ib-FUC。

IL-6由脂肪細(xì)胞、脂肪基質(zhì)細(xì)胞和胰島β細(xì)胞產(chǎn)生，主要作用于肝臟。其在血清中的含量與胰島素抵抗程度呈正相關(guān)。由表4可知，模型組小鼠血清IL-6水平極顯著高于正常對(duì)照組（P＜0.01）。與模型對(duì)照組相比，F(xiàn)UC干預(yù)組血清IL-6下降，其中實(shí)驗(yàn)B、D組血清IL-6含量分別降低了19.46%和25.21%（P＜0.01）。結(jié)果提示2 種海參巖藻聚糖硫酸酯能降低小鼠血清IL-6水平，Am-FUC效果優(yōu)于Ib-FUC，與RSG效果相近。

瘦素是由肥胖基因編碼的，由白色脂肪組織分泌的肽類激素，具有調(diào)節(jié)體質(zhì)量和能量代謝的作用，在血清中的含量與胰島素抵抗程度呈正相關(guān)。由表4可知，模型對(duì)照組小鼠血清瘦素水平極顯著高于正常對(duì)照組（P＜0.01）。與模型對(duì)照組相比，F(xiàn)UC干預(yù)組血清IL-6下降，其中實(shí)驗(yàn)B、D組血清IL-6含量分別降低了27.42%和31.57%（P＜0.01）。結(jié)果提示，2 種海參巖藻聚糖硫酸酯能降低小鼠血清IL-6水平，Am-FUC效果優(yōu)于Ib-FUC，且與RSG效果相近。

脂聯(lián)素是脂肪細(xì)胞特異性分泌的蛋白質(zhì)，是重要的抗炎因子。血清脂聯(lián)素濃度與胰島素敏感性呈正相關(guān)，與機(jī)體胰島素抵抗程度呈負(fù)相關(guān)。由表4可知，與正常對(duì)照組比，模型組小鼠的血清脂聯(lián)素水平極顯著降低（P＜0.01）。與模型對(duì)照組相比，F(xiàn)UC干預(yù)組血清脂聯(lián)素含量上升，其中實(shí)驗(yàn)B、D組血清脂聯(lián)素含量分別上升59.72%和85.76%（P＜0.01）。提示2 種海參巖藻聚糖硫酸酯均能促進(jìn)脂肪組織分泌脂聯(lián)素，改善胰島素抵抗，其中Am-FUC效果優(yōu)于Ib-FUC，與RSG效果相近。

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)采用高脂高果糖建立胰島素抵抗小鼠模型，研究Am-FUC和Ib-FUC改善胰島素抵抗及降低相關(guān)炎癥因子水平作用。結(jié)果表明，2種海參巖藻聚糖硫酸酯均能顯著減輕小鼠體質(zhì)量、降低脂體比，降低空腹血糖水平，改善葡萄糖耐量受損情況，降低空腹胰島素水平及HOMA-IR值，提高QUICKI值，降低血清TNF-α、IL-6和瘦素含量，同時(shí)增加血清脂聯(lián)素含量。提示2種海參巖藻聚糖硫酸酯均能降低肥胖小鼠血清炎癥因子，改善胰島素抵抗，其中Am-FUC效果優(yōu)于Ib-FUC，與RSG效果相近。

巖藻聚糖硫酸酯的藥效與分子質(zhì)量有關(guān)，分子質(zhì)量很高的巖藻聚糖硫酸酯消化吸收和生物利用率相對(duì)較低，大量研究表明低分子質(zhì)量比高分子質(zhì)量更具有生物活性。海參巖藻聚糖硫酸酯分子質(zhì)量較大，不易吸收，對(duì)于它在動(dòng)物體內(nèi)的消化吸收目前仍處于探究階段。不少研究結(jié)果表明，炎癥是IR的主要致病介質(zhì)，在炎癥-IR-Ⅱ型糖尿病這一過(guò)程中，脂肪組織的內(nèi)分泌紊亂起著關(guān)鍵作用。脂肪組織可分泌和表達(dá)各種脂肪因子，其中相當(dāng)一部分為脂肪組織特異分泌，如瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素等；而某些并非脂肪組織特異性表達(dá)的脂肪因子多為炎癥因子，如TNF-α、IL-6和單核細(xì)胞趨化蛋白等[13]。這些脂肪因子均與胰島素抵抗相關(guān)，脂肪細(xì)胞對(duì)上述分泌產(chǎn)物過(guò)多或不足能夠引起胰島素抵抗。脂聯(lián)素是由脂肪細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)，在預(yù)防和抵抗IR方面有重要的作用，是重要的抗炎因子。脂聯(lián)素在Ⅱ型糖尿病患者體內(nèi)低表達(dá)，與胰島素抵抗程度呈負(fù)相關(guān)，脂聯(lián)素可通過(guò)多條途徑提高各組織對(duì)胰島素的敏感性，如抑制糖原輸出來(lái)調(diào)節(jié)葡萄糖的代謝，增加骨骼肌組織脂肪酸的氧化，通過(guò)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子4的轉(zhuǎn)位活性增加，從而提高肌肉組織對(duì)葡萄糖的攝取利用。脂聯(lián)素還可激活A(yù)MPK途徑，加強(qiáng)對(duì)脂質(zhì)攝取及β-氧化作用降低外周組織中脂質(zhì)濃度，使胰島素敏感性增加。有研究發(fā)現(xiàn)黃芪多糖能提高Ⅱ型糖尿病大鼠血清脂聯(lián)素含量，增加胰島素的敏感性，改善胰島素抵抗[14]。本實(shí)驗(yàn)中Am-FUC和Ib-FUC顯著提高了小鼠血清脂聯(lián)素水平，降低了胰島素抵抗程度。TNF-α和IL-6是目前發(fā)現(xiàn)與IR關(guān)系最為密切的促炎因子，主要由脂肪組織，包括脂肪細(xì)胞和脂肪基質(zhì)細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞產(chǎn)生。炎癥反應(yīng)活化脂肪細(xì)胞，分泌大量TNF-α和IL-6，TNF-α和IL-6可以相互協(xié)同：一方面激活I(lǐng)KK-IκB-NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)通路，從而介導(dǎo)NO合成加劇炎癥反應(yīng)；另一方面誘導(dǎo)IRS-1絲氨酸磷酸化，進(jìn)而抑制其酪氨酸磷酸化，降低葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子4和磷脂酰肌醇-3激酶（phosphatidylinositol-3 kinase，PI3K）的活性，阻礙PI3K/PKB胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通路，降低胰島素敏感性，導(dǎo)致IR[15]。此外，TNF-α能夠促進(jìn)脂肪細(xì)胞的分解，增加脂肪氧化，使體內(nèi)游離脂肪酸升高，并通過(guò)游離脂肪酸抑制葡萄糖代謝的氧化與非氧化途徑，使胰島素的生物學(xué)效應(yīng)降低，產(chǎn)生IR。金智生等[16-17]證明紅芪多糖能降低高脂高糖誘導(dǎo)的胰島素抵抗大鼠的血清及脂肪中TNF-α和IL-6的含量，改善胰島素抵抗。瘦素是ob基因產(chǎn)物，由脂肪細(xì)胞合成、分泌，它的發(fā)現(xiàn)是脂肪組織內(nèi)分泌功能及肥胖研究的里程碑[18]。瘦素對(duì)脂肪的分解作用使脂肪合成減少，分解增加，產(chǎn)生大量的游離脂肪酸而引起肝臟和肌肉的IR。此外，瘦素水平升高可造成氧化應(yīng)激的增強(qiáng)，使單核細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧簇增多，促炎性轉(zhuǎn)錄因子-核因子-κB活性增強(qiáng)，從而產(chǎn)生一系列促炎性反應(yīng)，導(dǎo)致β細(xì)胞功能受損，使血糖升高，而高血糖狀態(tài)本身也可造成氧化應(yīng)激的增加，進(jìn)一步加強(qiáng)炎性反應(yīng)，加速胰島素抵抗的發(fā)展[19]。胡世偉等[20]證明了海地瓜巖藻糖基化海參硫酸軟骨素能降低高脂高糖誘導(dǎo)的胰島素抵抗小鼠的血清瘦素的含量，改善胰島素抵抗。本實(shí)驗(yàn)中Am-FUC和Ib-FUC顯著降低了胰島素抵抗小鼠的血清TNF-α、IL-6和瘦素含量，改善了胰島素抵抗。提示2種巖藻聚糖硫酸酯能通過(guò)增加血清脂聯(lián)素濃度及降低血清TNF-α、IL-6和瘦素的水平，改善胰島素抵抗，而Am-FUC的效果優(yōu)于Ib-FUC。

綜上所述，Am-FUC和Ib-FUC通過(guò)促進(jìn)脂肪細(xì)胞對(duì)脂聯(lián)素的分泌，降低TNF-α、IL-6和瘦素的分泌水平，緩解脂肪細(xì)胞因子分泌失調(diào)引起的糖代謝紊亂從而改善胰島素抵抗，Am-FUC效果優(yōu)于Ib-FUC。其作用機(jī)制尚待進(jìn)一步深入研究。

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Effect of Sea Cucumber Fucoidan on Insulin Resistance Improvement and Serum Inflammatory Cytokines in C57BL/6 Mice

ZHANG Xin, ZHAO Yan-lei, CHEN Rui-xi, WANG Yi-ming, WANG Jing-feng, XUE Chang-hu*
(College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266003, China)

The aim of the present study was to unravel the effects of fucoidan from Acaudina molpadioidea (Am-CHS) versus Isostichopus badionotus (Ib-CHS) on insulin resistance improvement and related inflammatory cytokines in obese mice. Male C57BL/6 mice were randomly divided into normal control, model control, positive control, and experimental groups A, B, C and D. The mice in normal control group were fed standard diet, and those in other groups were fed high-fat, high-fructose diet. Rosiglitazone (RSG, 1 mg/(kg·d)), low-dose Ib-FUC (20 mg/(kg·d)), high-dose Ib-FUC (80 mg/(kg·d)), low-dose Am-FUC (20 mg/(kg·d)) and high-dose Am-FUC (80 mg/(kg·d)) were added into the diets of positive control group, and experimental groups A, B, C and D, respectively. All animals were fed with diets and allowed to drink water freely for 90 days. After the experiments, white fat weight, fasting serum glucose, serum insulin, serum tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), leptin, and adiponectin levels were determined. Results showed that Am-CHS and Ib-FUC could significantly decrease fat deposition (P ＜ 0. 01), blood glucose (P ＜ 0.01) and insulin (P ＜ 0.01) levels, ameliorate insulin resistance, increase serum adiponectin concentration, lower serum TNF-α (P ＜ 0.01), IL-6 (P ＜ 0.01) and leptin (P ＜ 0.01) levels, and enhance adiponectin levels (P ＜ 0.01). The effects of Am-FUC were more significant than those of Ib-FUC (P ＜ 0.01). Both these compounds significantly decreased blood glucose level and ameliorated insulin resistance in insulin-resistant mice, and the mechanisms might involve the regulation of adipocytokines parasecretion caused by adiposity.

Acaudina molpadioidea; Isostichopus badionotus; fucoidan; insulin resistance; inflammatory cytokine

R285.5

A

1002-6630（2014）21-0201-06

10.7506/spkx1002-6630-201421039

2014-06-08

海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201105029）；山東省自主創(chuàng)新專項(xiàng)（2012CX80201）

張昕（1990—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)楹Ｑ笊锘钚晕镔|(zhì)。E-mail：1209539022@qq.com

*通信作者：薛長(zhǎng)湖（1964—），男，教授，博士，研究方向?yàn)樗a(chǎn)品加工。E-mail：xuech@ouc.edu.cn