馮倩倩，賀潤鋮，張 磊，耿 楊，趙子陽，史浩男，賈占紅，張碩峰，孫建寧，董世芬

北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院 中藥藥理系，北京 102488

隨著生活水平的提高，以脂質(zhì)代謝異常為共同特征的相關(guān)代謝疾?。òǚ逝?、糖尿病、心血管和肝臟疾病以及衰老等），發(fā)病率逐年升高，預(yù)計(jì)到2030 年，我國成人超重及肥胖患病率將達(dá)到65.3%[1]。肥胖癥是常見的慢性脂質(zhì)代謝性疾病，主要表現(xiàn)為體內(nèi)脂肪含量過多、體脂分布失調(diào)以及局部脂肪沉積。肥胖的病生理原因主要包括攝食異常、脂肪組織功能障礙、瘦素受體缺陷或其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)改變、腸道菌群紊亂。多數(shù)肥胖癥患者存在嚴(yán)重的脂質(zhì)代謝紊亂，并與2 型糖尿病、冠心病、高血壓等合并存在形成惡性循環(huán)，致使疾病加重[2]，對身心健康造成嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。據(jù)估算，2000—2025 年，我國因肥胖導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失將達(dá)到國民生產(chǎn)總值的3.6%～8.7%，造成了重大的社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[3]。因此，從改善脂質(zhì)代謝角度尋找肥胖癥的治療藥物具有重要意義。

脂肪具有可塑性特點(diǎn)。脂肪組織是一類具有高度動態(tài)變化的內(nèi)分泌器官，在能量代謝穩(wěn)態(tài)維持過程具有重要作用。哺乳動物的脂肪組織主要由白色脂肪組織（white adipose tissue，WAT）、棕色脂肪組織（brown adipose tissue，BAT）及米色脂肪組織組成。WAT 可將機(jī)體過剩的能量以三酰甘油（triglycerides，TG）形式在體內(nèi)積聚；BAT 是一種產(chǎn)熱組織，能夠通過加快脂肪的氧化產(chǎn)熱，促進(jìn)機(jī)體的能量代謝和消耗，人體50 g BAT（＜0.1%體質(zhì)量）最多可利用超過20%的基礎(chǔ)熱量。WAT 細(xì)胞被藥物誘導(dǎo)或冷暴露刺激后“褐變”產(chǎn)生棕色樣脂肪細(xì)胞，也就是米色脂肪細(xì)胞，獲得棕色化的表型特征，改善因肥胖引起的代謝紊亂[4-7]，是目前廣受關(guān)注的對抗肥胖、糖尿病的治療方法。大黃素是一種天然蒽醌苷元，是大黃中的主要成分，體內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，大黃素具有抗糖尿病、抗肥胖、抗骨質(zhì)疏松、抗癌等藥理作用[8-9]。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，大黃素為三黃瀉心湯改善肥胖的主要有效成分之一，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)大黃素可有效抑制肥胖，并且與調(diào)節(jié)脂肪組織小分子代謝物有關(guān)，推測脂肪組織是大黃素改善肥胖的關(guān)鍵作用位置。因此，本研究深入探究大黃素對脂肪可塑性的影響以及改善肥胖的作用及機(jī)制，旨在為肥胖治療提供新的思路。

1 材料

1.1 動物

SPF 級雄性C57BL/6J 小鼠48 只，6 周齡，體質(zhì)量（20±2）g，由斯貝福（北京）生物技術(shù)有限公司提供，合格證號SCXK（京）2019-0010。小鼠飼養(yǎng)于北京中醫(yī)藥大學(xué)屏障環(huán)境動物實(shí)驗(yàn)室（溫度20～24 ℃、相對濕度50%～70%、明暗12 h/12 h），使用許可證號SYXK（京）2020-0033。動物實(shí)驗(yàn)通過北京中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)與實(shí)驗(yàn)動物倫理委員會批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號BUCM-4-2021102003-4054）。

1.2 藥品與試劑

大黃素（ 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 95.0% ， 批號T17O11F127680）、馬來酸羅格列酮（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99%，批號S17088）購自上海源葉生物科技有限公司；β3-腎上腺素受體激動劑CL316243（批號C5795）購自美國Sigma-Aldrich 公司；D12492 高脂飼料購自斯貝福（北京）生物技術(shù)有限公司；羧甲基纖維素鈉（sodium carboxyl methyl cellulose，CMC-Na，批號S14016）購自上海源葉生物科技有限公司；葡萄糖（批號20201028）購自北京百瑞極生物科技有限公司；血糖試紙（批號06454038022）購自瑞士Roche公司；TG 試劑盒（批號20211102）、總膽固醇（total cholesterol，TC）試劑盒（批號20220114）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）試劑盒（批號20220114）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）試劑盒（批號20220114）購自南京建成生物工程研究所；解偶聯(lián)蛋白1（uncoupling protein 1，UCP1）抗體（批號23673-1-AP）、過氧化物酶體增殖物激活受體γ 共激活劑-1α（peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α）抗體（批號66369-1-Ig）、線粒體轉(zhuǎn)錄因子A（mitochondrial transcription factor A，TFAM）抗體（批號22586-1-AP）、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glucose transporter 4，GLUT4）抗體（批號66846-1-Ig）購自武漢三鷹生物技術(shù)有限公司；PR結(jié)構(gòu)域蛋白16（positive regulatory domain-containing 16，PRDM16）抗體（批號PA5-20872）購自賽默飛世爾科技公司；腺苷酸活化蛋白激酶（AMPdependent/activated protein kinase，AMPK）抗體（批號GR284787-18）、磷酸化AMPK（phosphorylated AMPK，p-AMPK）抗體（批號GR3357969-1）、β-actin抗體（批號GR3371313-1）購自英國Abcam 公司；4%多聚甲醛固定液（批號20210118）購自北京百瑞極生物科技有限公司；無水乙醇（批號100092683）、二甲苯（批號10023418）、中性樹膠（批號10004160）、正丁醇（批號1000521090）購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；蘇木素-伊紅（HE）染液套裝（批號G1003）、檸檬酸（pH6.0）抗原修復(fù)液（批號G1202）、EDTA 抗原修復(fù)液（pH 9.0，批號G1203）、EDTA 抗原修復(fù)液（pH 8.0，批號G1206）、牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA，批號G5001）、超凈快干封片膠（批號G1404）、組化試劑盒DAB 顯色劑（批號G1211）購自武漢賽維爾生物科技有限公司；PVDF 膜（批號 R0BB30223）購自德國 Merck Millipore 公司；山羊抗小鼠Ig 二抗（批號ZB-2301）、山羊抗兔Ig 二抗（批號ZB-2305）購自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司；細(xì)胞組織快速裂解液RIPA（批號080320200921）、BCA 蛋白濃度測定試劑盒（批號120320210419）購自上海碧云天生物科技有限公司。

1.3 儀器

LOT480134 型血糖儀（瑞士Roche 公司）；5810R 型高速冷凍式離心機(jī)（德國Eppendorf 公司）；TiS50 型紅外熱像儀（美國Fluke 公司）；蛋白電泳系統(tǒng)（美國Bio-Rad 公司）；Donatello 脫水機(jī)、Giotto染色機(jī)（意大利DIAPATH 公司）；JB-P5 型包埋機(jī)、JB-L5 型凍臺（武漢俊杰電子有限公司）；RM2016型病理切片機(jī)（上海徠卡儀器有限公司）；KD-P 型組織攤片機(jī)（浙江省金華市科迪儀器設(shè)備有限公司）；TSY-B 型脫色搖床（武漢賽維爾生物科技有限公司）；DS-U3 型成像系統(tǒng)、Eclipse E100 型正置光學(xué)顯微鏡（日本Nikon 公司）；Epoch 酶標(biāo)儀（美國Bio Tek 公司）；Amersham Imager 680 型超靈敏多功能成像儀（美國 Cellular Technology 公司）；FBZ2001-up-p 型標(biāo)準(zhǔn)試劑型純水儀（青島富勒姆科技有限公司）。

2 方法

2.1 動物分組、造模及給藥

取40 只C57BL/6J 小鼠喂食高脂飼料，另取8只小鼠喂食普通飼料作為對照組。造模8 周后，將造模小鼠按體質(zhì)量隨機(jī)分為模型組，大黃素（40、80 mg/kg）組，CL316243（1 mg/kg）組和羅格列酮（10 mg/kg）組。大黃素組和羅格列酮組ig 給藥（20 mL/kg），1次/d，連續(xù)給藥4周；取材前3 d，CL316243組ip 給藥（10 mL/kg），1 次/d，連續(xù)3 d；對照組、模型組ig 等體積CMC-Na 溶液。

2.2 體質(zhì)量的測定

給藥期間每周監(jiān)測各組小鼠體質(zhì)量的變化，考察大黃素對模型小鼠肥胖程度的影響。

2.3 Lee’s 指數(shù)的測定

藥物連續(xù)干預(yù)4 周后，稱定小鼠體質(zhì)量，精確測量小鼠體長（鼻尖至肛門的距離），計(jì)算Lee's 指數(shù)。Lee's 指數(shù)為評價(jià)小鼠肥胖程度的指標(biāo)。

2.4 紅外熱像儀測量小鼠肩胛骨皮膚溫度

末次給藥前1 d脫去小鼠背部肩胛骨處的毛發(fā)，第2 天各組小鼠的肩胛骨皮膚溫度由紅外熱像儀（Fluke TiS50 THERMAL IMAGER）在安靜狀態(tài)下測定，并用特定的軟件包（Smart view 4.3）分析。

2.5 口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)（oral glucose tolerance test，OGTT）

使用OGTT 研究高脂飲食小鼠體內(nèi)的葡萄糖代謝情況。藥物連續(xù)干預(yù)4 周后，小鼠在禁食不禁水12 h 的情況下，采用剪尾法取血，用血糖儀試紙法測定小鼠血糖。ig 50%葡萄糖（2 g/kg），測定ig 后0、30、60、90、120 min 血糖值，繪制OGTT 時(shí)間曲線圖，并采用近似梯形方法計(jì)算曲線下面積（area under curve，AUC）。實(shí)驗(yàn)結(jié)束小鼠放回籠子，保證充足的飲水和食物。

2.6 血清血脂水平檢測

給藥結(jié)束后，小鼠禁食不禁水12 h，麻醉取血約1 mL，3 500 r/min 離心10 min，分離血清。按照試劑盒說明書測定各組小鼠血清中TC、TG、LDLC 和HDL-C 的含量。

2.7 脂肪組織形態(tài)觀察和脂肪指數(shù)的測定

取血后，解剖分離皮下腹股溝白色脂肪組織（inguinal white adipose tissue，iWAT）、附睪白色脂肪組織（epididymal white adipose tissue，eWAT）、腎周白色脂肪組織（perirenal white adipose tissue，pWAT）、BAT，觀察各組小鼠iWAT、eWAT、pWAT、BAT 大小、厚度和顏色，稱定質(zhì)量，計(jì)算脂肪指數(shù)。

脂肪指數(shù)＝脂肪質(zhì)量/體質(zhì)量

2.8 HE 染色檢測脂肪組織形態(tài)

用4%多聚甲醛固定iWAT、BAT，梯度脫水，石蠟包埋，制備成2～3 μm 厚的組織薄片，HE 染色，中性樹膠封片，于顯微鏡下觀察并拍照。

2.9 免疫組化法檢測UCP1 表達(dá)

石蠟切片進(jìn)行常規(guī)脫蠟，將iWAT、BAT 切片放在抗原修復(fù)緩沖液中進(jìn)行修復(fù)，滴加3%雙氧水溶液，避光室溫孵育25 min，PBS 洗滌3 次，滴加山羊血清封閉1 h。滴加UCP1 抗體（1∶500），將切片放入濕盒內(nèi)4 ℃孵育過夜。滴加二抗，37 ℃孵育20 min，DAB 顯色，蘇木素復(fù)染3 min，常規(guī)脫水，中性樹膠封片，于顯微鏡下觀察并拍照，通過Image-Pro Plus 6.0 軟件處理數(shù)據(jù)。

2.10 Western blotting檢測脂肪棕色化相關(guān)蛋白表達(dá)

取各組小鼠的iWAT，加入細(xì)胞組織快速裂解液裂解，提取蛋白，采用BCA 蛋白定量試劑盒測定蛋白濃度，蛋白樣品經(jīng)十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳，轉(zhuǎn)至PVDF 膜，于5%脫脂牛奶中封閉后，分別加入PGC-1α、PRDM16、TFAM、AMPK、p-AMPK、GLUT4 和β-actin 抗體，4 ℃孵育過夜；TBST 洗滌3 次，加入二抗，37 ℃搖床孵育2 h；TBST 洗滌后，加入ECL 化學(xué)發(fā)光試劑顯影，Image J 軟件分析條帶灰度值。

2.11 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

圖片使用Image J 軟件進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用IBM SPSS Statistics 26 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)量資料用±s表示，對于正態(tài)數(shù)據(jù)，多組間數(shù)據(jù)比較采用單因素方差分析法（One-way ANOVA），組間兩兩比較采用LSD。

3 結(jié)果

3.1 大黃素對肥胖小鼠體質(zhì)量和Lee’s 指數(shù)的影響

如圖1 所示，與對照組比較，模型組小鼠體質(zhì)量和Lee's 指數(shù)均顯著升高（P＜0.01、0.001）；與模型組比較，給藥4 周時(shí)大黃素各劑量組體質(zhì)量和Lee's 指數(shù)均顯著降低（P＜0.01、0.001），表明大黃素可顯著改善小鼠肥胖程度。

圖1 大黃素對肥胖小鼠體質(zhì)量 (A) 和Lee’s 指數(shù) (B) 的影響 (±s, n = 8)Fig. 1 Effect of emodin on body weight (A) and Lee’s index (B) of obese mice (±s, n = 8)

3.2 大黃素對肥胖小鼠肩胛骨體溫的影響

如圖2 所示，與對照組比較，模型組BAT 周圍的皮膚溫度顯著降低（P＜0.05）；與模型組比較，大黃素（40 mg/kg）組BAT 周圍的皮膚溫度顯著升高（P＜0.01），表明大黃素能促進(jìn)肥胖小鼠的BAT產(chǎn)熱，激活BAT 功能。

圖2 大黃素對肥胖小鼠肩胛骨體溫的影響 (±s, n = 8)Fig. 2 Effect of emodin on scapular temperature of obese mice (±s, n = 8)

3.3 大黃素對肥胖小鼠脂肪組織形態(tài)和脂肪指數(shù)的影響

與對照組比較，模型組小鼠iWAT、eWAT、pWAT 明顯增大、增厚；與模型組比較，大黃素各劑量組iWAT、eWAT、pWAT 明顯變小、變薄，更褐色，有棕色化趨勢，BAT 無明顯變化，表明大黃素能有效減少肥胖小鼠的白色脂肪沉積，促進(jìn)WAT棕色化。

如表1 所示，與對照組比較，模型組iWAT、eWAT、pWAT 指數(shù)均顯著升高（P＜0.001）；與模型組比較，大黃素（40、80 mg/kg）組iWAT、eWAT、pWAT 指數(shù)均顯著降低（P＜0.001），表明大黃素能有效減少肥胖小鼠的白色脂肪沉積。

表1 大黃素對肥胖小鼠脂肪指數(shù)的影響 (±s, n = 8)Table 1 Effect of emodin on adipose index of obese mice (±s, n = 8)

表1 大黃素對肥胖小鼠脂肪指數(shù)的影響 (±s, n = 8)Table 1 Effect of emodin on adipose index of obese mice (±s, n = 8)

與對照組比較：##P＜0.01 ###P＜0.001；與模型組比較：*P＜0.05 **P＜0.01 ***P＜0.001，下表同。##P ＜ 0.01 ###P ＜ 0.001 vs control group; *P ＜ 0.05 **P ＜ 0.01 ***P ＜ 0.001 vs model group, same as below tables.

組別 劑量/(mg kg-1) iWAT 指數(shù) eWAT 指數(shù) pWAT 指數(shù)對照 — 0.004±0.001 0.008±0.001 0.002±0.001模型 — 0.016±0.002### 0.034±0.005### 0.014±0.002###大黃素 40 0.008±0.001*** 0.018±0.002*** 0.006±0.002***80 0.009±0.001*** 0.016±0.002*** 0.005±0.001***CL316243 1 0.006±0.001*** 0.010±0.002*** 0.004±0.001***羅格列酮 10 0.009±0.001*** 0.020±0.002*** 0.006±0.001***

3.4 大黃素對肥胖小鼠口服葡萄糖代謝的影響

如圖3 所示，葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)中，與對照組比較，模型組空腹血糖及AUC 顯著升高（P＜0.05、0.01、0.001）；與模型組比較，大黃素（40 mg/kg）組空腹血糖顯著降低（P＜0.05、0.01），大黃素（40、80 mg/kg）組AUC 降低但無顯著性差異。

圖3 大黃素對肥胖小鼠葡萄糖耐量及AUC 的影響 (±s, n = 8)Fig. 3 Effect of emodin on glucose tolerance and AUC of obese mice (±s, n = 8)

3.5 大黃素對肥胖小鼠血脂的影響

如表2 所示，與對照組比較，模型組小鼠血清中TC、LDL-C 和HDL-C 水平均顯著升高（P＜0.01、0.001）；與模型組比較，大黃素（40、80 mg/kg）組血清中TG、TC、LDL-C 水平均顯著降低（P＜0.05、0.01、0.001），表明大黃素能改善肥胖小鼠的脂質(zhì)代謝紊亂。

表2 大黃素對肥胖小鼠血脂的影響 (±s, n = 8)Table 2 Effect of emodin on blood lipid of obese mice (±s, n = 8)

表2 大黃素對肥胖小鼠血脂的影響 (±s, n = 8)Table 2 Effect of emodin on blood lipid of obese mice (±s, n = 8)

組別 劑量/(mg kg-1) TG/(mmol·L-1) TC/(mmol·L-1) LDL-C/(mmol·L-1) HDL-C/(mmol·L-1)對照 — 0.54±0.04 3.05±0.22 0.52±0.06 2.97±0.21模型 — 0.65±0.03 4.80±0.23### 1.26±0.13### 3.66±0.13##大黃素 40 0.44±0.05** 3.85±0.32** 0.54±0.06*** 3.50±0.07 80 0.46±0.05* 4.04±0.22* 0.57±0.06*** 3.31±0.18 CL316243 1 0.38±0.05*** 3.90±0.23* 0.60±0.06*** 3.01±0.14**羅格列酮 10 0.52±0.07 3.91±0.25* 0.50±0.05*** 3.41±0.09

3.6 大黃素對肥胖小鼠脂肪組織病理變化的影響

如圖4 所示，與對照組比較，模型組小鼠iWAT細(xì)胞直徑明顯變大，較為松散，WAT 細(xì)胞特征明顯；與模型組比較，大黃素（40、80 mg/kg）組小鼠iWAT細(xì)胞體積變小，排列更致密，形態(tài)趨向BAT細(xì)胞。

圖4 大黃素對肥胖小鼠脂肪組織病理變化的影響 (HE, ×400)Fig. 4 Effect of emodin on pathological change of adipose tissue in obese mice (HE, × 400)

與對照組比較，模型組小鼠BAT 細(xì)胞直徑較大，組織中具有單一空泡狀脂滴的細(xì)胞明顯增多，細(xì)胞形態(tài)更加趨向WAT 細(xì)胞；與模型組比較，大黃素（40、80 mg/kg）組小鼠BAT 細(xì)胞增多，排列緊密，細(xì)胞間毛細(xì)血管豐富，具有較為明顯的BAT 細(xì)胞形態(tài)特征。

3.7 大黃素對肥胖小鼠脂肪組織中UCP1 表達(dá)的影響

如圖5 所示，與對照組比較，模型組iWAT 中UCP1 陽性細(xì)胞表達(dá)減少但無顯著性差異；與模型組比較，大黃素（40、80 mg/kg）組小鼠UCP1 陽性細(xì)胞表達(dá)增多但無顯著性差異。

圖5 大黃素對肥胖小鼠iWAT 和BAT 中UCP1 蛋白表達(dá)的影響 (免疫組化, ×400)Fig. 5 Effect of emodin on UCP1 protein expression in iWAT and BAT of obese mice (immunohistochemistry, × 400)

與對照組比較，模型組小鼠BAT 中UCP1 陽性細(xì)胞表達(dá)顯著減少（P＜0.01）；與模型組比較，大黃素（40、80 mg/kg）組UCP1 陽性細(xì)胞表達(dá)顯著增多（P＜0.001）。

3.8 大黃素對肥胖小鼠iWAT中脂肪可塑性相關(guān)蛋白表達(dá)的影響

如圖6 所示，與對照組比較，模型組iWAT 中PRDM16、p-AMPK/AMPK 和GLUT4 蛋白表達(dá)水平均顯著降低（P＜0.01、0.001），PGC-1α、TFAM蛋白表達(dá)水平降低但無顯著性差異；與模型組比較，大黃素（40、80 mg/kg）組PRDM16、p-AMPK/AMPK和GLUT4 蛋白表達(dá)水平均顯著升高（P＜0.05、0.01），大黃素（80 mg/kg）組PGC-1α、TFAM 蛋白表達(dá)水平顯著升高（P＜0.01）。

圖6 大黃素對肥胖小鼠iWAT 中PGC-1α、PRDM16、p-AMPK/AMPK、TFAM 和GLUT4 蛋白表達(dá)的影響 (±s, n = 3)Fig. 6 Effect of emodin on PGC-1α, PRDM16, p-AMPK/AMPK, TFAM and GLUT4 protein expressions in iWAT of obese mice (±s, n = 3)

4 討論

肥胖對患者身心健康和社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響，因此研究改善肥胖癥的藥物作用及分子機(jī)制具有重要意義。為進(jìn)一步研究大黃素改善肥胖的藥效作用及機(jī)制，采用高脂飼料喂養(yǎng)建立肥胖模型，研究大黃素對肥胖程度、糖脂代謝、組織形態(tài)變化及脂肪可塑性相關(guān)蛋白表達(dá)的影響。皮下iWAT 細(xì)胞較小并具有更大的分化潛力，因此常被用來作為WAT 棕色化的重要研究部位[10]；嚙齒類動物大部分BAT 位于背部肩胛區(qū)域[11]。因此，本研究對皮下iWAT 及肩胛部BAT 進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。本研究發(fā)現(xiàn)，大黃素可降低肥胖小鼠體質(zhì)量、Lee's 指數(shù)、肩胛骨體溫、WAT 指數(shù)及iWAT 細(xì)胞大小，表明大黃素可改善小鼠肥胖程度，促進(jìn)BAT 產(chǎn)熱，改善WAT、BAT 指數(shù)和形態(tài)。大黃素顯著降低血糖、TC、TG、LDL-C 水平，表明大黃素可以改善糖脂代謝紊亂。

研究發(fā)現(xiàn)，不同的脂肪細(xì)胞中糖代謝靶點(diǎn)GLUT4 的功能強(qiáng)度表達(dá)不一，在胰島素的刺激下較大的脂肪細(xì)胞中GLUT4 轉(zhuǎn)位和擴(kuò)散都明顯弱于較小脂肪細(xì)胞[12]。本研究結(jié)果顯示，與模型組比較，大黃素組皮下iWAT 細(xì)胞明顯變小，GLUT4 表達(dá)顯著增加，表明大黃素可促進(jìn)GLUT4 表達(dá)，改善糖代謝。UCP1、PRDM16 是重要的脂肪棕色化相關(guān)蛋白。UCP1 是一種特殊的線粒體蛋白，介導(dǎo)BAT 產(chǎn)熱過程。UCP1 在線粒體內(nèi)膜上形成質(zhì)子通道，內(nèi)膜胞質(zhì)側(cè)的H+可經(jīng)此通道返回線粒體基質(zhì)，使氧化磷酸化解偶聯(lián)而不合成三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP），質(zhì)子濃度梯度儲存的能量以熱能形式釋放[13]。因此，BAT 細(xì)胞的UCP1 活動被認(rèn)為是一種很有前途的對抗肥胖和代謝疾病的策略。PRDM16 近年來被發(fā)現(xiàn)具有激活BAT 特異性的生熱程序、提高其線粒體密度、促進(jìn)UCP1 的表達(dá)、增加能量消耗的作用[14]。同時(shí)，當(dāng)WAT 中異位表達(dá)UCP1 和PRDM16 時(shí)，可作為識別WAT 細(xì)胞出現(xiàn)米色脂肪細(xì)胞的標(biāo)志[15]。此外，PRDM16 也被證明是羅格列酮誘導(dǎo)褐變效應(yīng)所必須的蛋白[16]。PRDM16 能夠誘導(dǎo)UCP1 以及其他棕色基因的表達(dá)，同時(shí)抑制包括抵抗素在內(nèi)的特定WAT基因[17]。本研究中，大黃素顯著回調(diào)iWAT 中PRDM16 蛋白表達(dá)，表明大黃素可促進(jìn)WAT 棕色化，激活BAT。

AMPK 是機(jī)體內(nèi)最重要的代謝調(diào)控蛋白之一，在機(jī)體能量水平下降時(shí)被激活，通過磷酸化一系列下游因子促進(jìn)分解代謝、抑制合成代謝，從而維持能量平衡。AMPK 被證明在調(diào)節(jié)米色脂肪組織和BAT 的代謝方面具有重要意義。在脂肪細(xì)胞中，AMPK 的激活能夠促使蛋白激酶A 磷酸化甘油三酯脂肪酶和激素敏感性脂肪酶，這些酶可促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)脂肪分解，分解的產(chǎn)物游離脂肪酸是非顫抖產(chǎn)熱過程中必要的底物[18]。AMPK 的敲除會對WAT 棕色化功能造成明顯影響，當(dāng)AMPKα1 被敲除后，WAT 中UCP1 表達(dá)水平劇烈下降[19]；AMPKβ1 敲除小鼠WAT 中PGC-1α 蛋白表達(dá)減少[20]，而AMPK激動劑能夠誘導(dǎo)WAT 棕色化發(fā)生，上調(diào)UCP1 的表達(dá)[21]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，AMPK 可通過作用于腎上腺素能神經(jīng)系統(tǒng)影響B(tài)AT 產(chǎn)熱，也可通過促進(jìn)PRDM16 啟動子區(qū)的去甲基化促進(jìn)PRDM16 表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn) BAT 生成[22]。給予去甲腎上腺素或CL316243 刺激后，AMPKβ1 促進(jìn)PGC-1α 的表達(dá)同時(shí)增加PRDM16 的活性[20]。本研究中，在大黃素的作用下，iWAT 中p-AMPK/AMPK、PGC-1α、PRDM16 表達(dá)上調(diào)，表明大黃素可激活A(yù)MPK，促進(jìn)WAT 棕色化，從而改善肥胖。

綜上，本研究基于脂肪可塑性探討了大黃素改善肥胖癥的作用及相關(guān)機(jī)制，證實(shí)了大黃素可在給藥4 周后有效抑制肥胖模型小鼠的肥胖程度，改善糖脂代謝紊亂，其機(jī)制與激活BAT，誘導(dǎo)WAT 棕色化有關(guān)。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突