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背景:研究表明,肥胖为多种疾病(2型糖尿病、心血管疾病、多囊卵巢综合征、癌症等)的重要诱因之一。近年来,一种在临床上被广泛用于治疗2型糖尿病和多囊卵巢综合征等疾病的一线口服药物二甲双胍备受关注,鉴于上述疾病的高发群体多为肥胖者,不同于其他的治疗用药,二甲双胍在减轻上述疾病患者症状的同时,还可以抑制他们体重的增加,甚至可以适当降低他们的体重。但是关于二甲双胍导致体重下降的机制至今仍无定论。机体的能量是多以三酰甘油的形式贮存在脂肪细胞中,肥胖者体内的脂肪细胞体积要比正常者体内的细胞体积明显增大,这主要是由于过多的三酰甘油贮存在脂滴中所造成的。脂肪中的三酰甘油一部分是来自于肝脏,另一部分则是脂肪细胞摄取的葡萄糖转化而成的。胰岛素信号通路则是脂肪中三酰甘油在脂滴中的储存和葡萄糖进入脂肪细胞进而转化为三酰甘油的主要途径,胰岛素与其受体结合后,激活葡萄糖转运体,促进葡萄糖的摄取,上调脂肪合成相关基因如Ppar-γ,Perilipin,C/EBP-β,AP2等的表达,抑制脂肪分解相关基因HSL,ATGL的表达,促进脂肪细胞中脂滴的形成,导致肥胖。本实验假设二甲双胍可能是通过干预胰岛素信号通路的中胰岛素受体的表达,抑制糖摄取和脂肪的合成,促进脂肪的分解,从而抑制脂肪细胞的分化和体积的变大,达到减轻体重增加的效果。
目的:证实二甲双胍可以减轻高脂饮食诱导的肥胖小鼠体重增长;探讨二甲双胍减轻小鼠体重的机制。
方法与结果:体内实验中用注射小剂量(50mg/Kg)的链脲霉素(STZ)并辅以高脂饮食制造小鼠肥胖模型,在此基础上喂食二甲双胍,观测小鼠血糖、体重、脂肪重量等一系列生理指标的变化;HE染色观察脂肪细胞的大小变化,分子实验检测一些与脂肪合成分解相关基因的表达以及胰岛素受体,葡萄糖转运体的表达水平;在体外用3T3-L1前脂肪细胞的诱导分化模型,评价二甲双胍对3T3-L1前脂肪细胞诱导分化为成熟的脂肪细胞的影响,并用油红染色检测,分子实验检测脂肪合成相关基因的表达。与高脂饮食相比,二甲双胍组小鼠体重与脂肪重量明显下降,脂肪细胞变小并出现大小不一分布极化现象,胰岛素受体蛋白水平表达下调,脂肪合成相关酶Ppar-γ,Perilipin,C/EBP-β,AP2的表达下调,脂解相关的酶HSL,ATGL表达上调,脂肪细胞胰岛素受体和葡萄糖转运体1(GLUT1)的表达也下调。与此同时,体外实验表明加入二甲双胍后,油红染色阳性的脂肪细胞减少,脂肪合成相关基因的表达也下调。
结论:二甲双胍可以减轻高脂饮食诱导的肥胖小鼠体重的增加;二甲双胍的降低体重作用可能与它下调胰岛素受体表达,进而下调葡萄糖转运体1的表达,同时下调脂肪合成相关基因的表达,上调脂肪分解相关基因的表达相关。