【摘 要】
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目的据报道,尿酸代谢异常导致痛风、高尿酸血症以及尿酸结石等代谢性疾病的发生发展,其伴随的炎症反应和氧化应激水平的升高是导致组织细胞病变和衰老的元凶。大量研究表明,蛋白质的过量摄入是尿酸代谢异常的重要因素。蛋白质作为三大营养素之一,是构成机体组织器官和发挥生理功能不可或缺的原材料。因此,了解蛋白质的摄入平衡对机体生活质量的保障和寿命延长至关重要。基于实验室之前对果蝇特异性感知氨基酸的饱腹因子FIT的
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目的据报道,尿酸代谢异常导致痛风、高尿酸血症以及尿酸结石等代谢性疾病的发生发展,其伴随的炎症反应和氧化应激水平的升高是导致组织细胞病变和衰老的元凶。大量研究表明,蛋白质的过量摄入是尿酸代谢异常的重要因素。蛋白质作为三大营养素之一,是构成机体组织器官和发挥生理功能不可或缺的原材料。因此,了解蛋白质的摄入平衡对机体生活质量的保障和寿命延长至关重要。基于实验室之前对果蝇特异性感知氨基酸的饱腹因子FIT的发现,本研究主要探究FIT对长期高蛋白饲养的果蝇体内蛋白营养代谢的作用及调控机制。方法本研究设计了三种蛋白浓度的食物,标准的玉米粉食物为正常食物（normal food,NF）,高蛋白食物1（high protein 1,HP1）的蛋白质含量是NF的2倍,高蛋白食物2（high protein 2,HP2）的蛋白质含量是NF的6倍。首先,为了确定FIT对高蛋白进食的果蝇寿命的影响,本研究提供NF、HP1、HP2三种不同蛋白浓度的食物,以检测野生型果蝇w1118和多种fit突变体果蝇的寿命,当同时为果蝇提供含有NF和HP2两种可选择食物时检测果蝇的寿命。果蝇蛋白营养的输入与输出对于维持果蝇体内蛋白平衡至关重要,故本研究检测了果蝇的进食行为和产卵行为。此外,本实验还通过对25日龄果蝇的生理指标进行检测,包括体重、体脂、体蛋白、海藻糖,探究FIT蛋白对于果蝇体内基础代谢的影响。重要的是,尿酸是蛋白代谢的主要产物,本研究评估了果蝇的总尿酸水平以及游离尿酸的浓度。在蛋白代谢的过程中会伴随活性氧的产生,本研究检测了由氧化应激引起的各种生理变化,如肠道活性氧水平、肠道完整性以及身体的炎症标志物等。最后,对经过药物治疗的果蝇寿命的检测和生理指标的检测去探究上述因素对果蝇寿命的影响。结果1、寿命实验:（1）相对于w1118野生型果蝇,多种品系的fit突变体果蝇在HP1食物条件下的平均寿命显著缩短（p＜0.001）。（2）在fit81突变体背景果蝇的脂肪体内表达FIT蛋白后,果蝇在HP1食物条件下的寿命得以挽救（p＜0.001）。（3）在野生型果蝇背景上过表达FIT蛋白后,在HP2食物条件下的寿命有延长的趋势（p＜0.01）。（4）、在同时含有NF和HP2选择食物中,fit突变体果蝇相对于野生型果蝇的寿命显著缩短（p＜0.001）。2、果蝇的进食与产卵行为:在HP1食物条件下,突变体果蝇的进食量与野生型果蝇一致（p＞0.05）,而突变体果蝇的产卵量甚至比野生型果蝇更少（p＜0.01）。3、果蝇的生理指标:野生型果蝇和突变体果蝇在体重、体蛋白、海藻糖的水平上均无明显差异,但相对于野生型果蝇,突变体果蝇的体脂在HP1食物饲养后有明显下降（p＜0.001）。突变体果蝇循环中的尿酸水平在高蛋白饲养后,相对于野生型果蝇有明显的下降（p＜0.01）。4、果蝇肠道损伤指标:fit突变体果蝇在HP1饲养后的肠道活性氧水平显著升高（p＜0.01）;全身炎症标志物抗菌肽的水平有升高的趋势,突变体果蝇由于肠道完整性丧失的死亡比例远超野生型果蝇。5、抗氧化药维生素C和含有嘌呤靶点药物（别嘌呤醇和丙磺舒）治疗高蛋白进食的果蝇后,寿命有不同程度的延长,肠道活性氧水平和体内尿酸水平有不同程度的降低。结论1、果蝇体内的FIT蛋白能够减缓高蛋白进食导致的寿命缩短,且突变体果蝇寿命缩短的原因不是由于进食蛋白量的增加和产卵的增加。2、在同时包含两种食物（NF和HP2）的喂养下,FIT蛋白指导果蝇更多选择更加健康的食物以最大程度的延长寿命。3、FIT蛋白的缺失导致果蝇脂代谢缺陷。4、在高蛋白喂养后,FIT改变果蝇蛋白代谢产物尿酸的动态平衡,使得游离尿酸水平显著降低。5、游离尿酸具有抗氧化的作用,FIT蛋白能够保护高蛋白进食的果蝇免受肠道活性氧的损伤、炎症水平的升高以及肠道完整性的破坏。6、通过抗氧化药VC或者促尿酸排泄药物丙磺舒的治疗,高蛋白导致果蝇寿命缩短的后果能有不同程度的改善。在这项研究中,通过探究FIT蛋白的功能来指导果蝇蛋白摄食是至关重要的,FIT可以降低肠道损伤和尿酸代谢紊乱等来延长寿命。
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