长期饮食限制对衰老相关糖脂代谢的影响及其机制研究

摘要

目的: 衰老是一个复杂的生命过程，是引起代谢性疾病最主要的原因之一。糖脂代谢功能紊乱与肝脏细胞的衰老有着密切的联系。我们通过构建自然衰老模型，并且对中年大鼠进行了长期的饮食限制干预。探讨了衰老对糖脂代谢的影响以及长期的饮食限制对衰老相关糖脂代谢的影响及其可能机制，初步探索了PP2A甲基化和GcK相关基因在其中可能的调控作用。 方法: 1.自然衰老及长期饮食限制模型建立 (1)分组:年轻组（5个月龄），老龄组(27个月龄)，饮食限制组（12月龄大鼠饮食限制15个月）。(2)体重观察:每3个月测量一次。(3)大鼠肝脏组织切片HE染色观察。 2.饮食限制对衰老相关糖代谢的影响及其机制 (1)使用便携式血糖仪检测大鼠禁食16h后及进食前后血糖值。(2)蒽酮法检测肝脏糖原含量。(3)实时荧光定量PCR检测糖异生相关基因Pc，PCK2，G6pc,PCK1。 3.饮食限制对衰老相关脂代谢的影响及其机制 (1)全自动血生化分析仪检测血脂含量。(2)异丙醇提取肝脏甘油三酯并检测大鼠肝脏甘油三酯含量。(3)实时荧光定量PCR检测脂肪氧化相关基因PPara，Acot1和Acad1的mRNA表达量。 4.年龄和饮食限制对PP2A去甲基化状态的影响 (1)蛋白免疫印迹检测PP2Ac去甲基化变化情况。(2)实时荧光定量PCR检测PP2Ac去甲基化调节基因LCMT1，PME和GNMT的mRNA表达情况。 5.年龄和饮食限制对Gck相关基因的影响 实时荧光定量PCR检测葡萄糖激酶相关基因Gck、Gckr和Glut2的mRNA表达情况。 结果: 1.自然衰老及长期饮食限制模型建立 (1)相对于自由饮食的老龄组大鼠，饮食限制明显降低了体重，差异有统计学意义(p＜0.05）。(2)老龄组和饮食限制组的肝重高于年轻组，差异有统计学意义(p＜0.05）。饮食限制组肝脏系数高于年轻组和老龄组(p＜0.05）。(3)肝组织HE染色形态学观察:年轻组和饮食限制组肝脏切片组织形态学接近，而老龄组肝细胞索消失，核固缩，细胞肿胀，甚至出现空泡样变性。 2.饮食限制对衰老相关糖代谢的影响及其可能机制 (1)老龄组空腹血糖值低于年轻组和饮食限制组，差异有统计学意义(p＜0.05)。老龄组进食前后血糖改变量高于年轻组和饮食限制组，差异有统计学意义(p＜0.05）。(2)饮食限制组肝脏糖原含量远高于年轻组和老龄组，差异有统计学意义(p＜0.05）。(3)老龄组与年轻组相比较PCK1、PCK2、G6pc、PC的mRNA表达量均下降，差异有统计学意义(p＜0.05）;饮食限制组与老龄组相比较G6pc、PCK2的mRNA表达量上升，差异有统计学意义(p＜0.05）。 3.饮食限制对衰老相关的脂类代谢的影响及机制 (1)与年轻组相比较，老龄组血浆中总胆固醇，甘油三酯，低密度脂蛋白，极低密度脂蛋白均上升，差异有统计学意义(p＜0.05）。饮食限制组与老龄组相比较，高密度脂蛋白含量上升，差异有统计学意义(p＜0.05）。(2)与年轻组相比较，老龄组肝脏甘油三酯含量上升，差异有统计学意义(p＜0.05）。而饮食限制组肝脏甘油三酯含量明显下降，差异有统计学意义(p＜0.05）。(3)与年轻组相比较，老龄组PPARa和Acot1的mRNA表达量均下降，差异有统计学意义(p＜0.05）。饮食限制与老龄组相比较，Acot1，Acad1表达量明显下降，差异有统计学意义(p＜0.05）。 4.年龄和饮食限制对PP2A去甲基化状态的影响 与年轻组相比较，老龄组PP2Ac去甲基化和GNMT表达水平降低，差异有统计学意义(p＜0.05）。饮食限制组与老龄组相比较，PP2Ac去甲基化和GNMT表达水平上升(p＜0.05） 5.年龄和饮食限制对Gck相关基因的影响 与年轻组相比较，老龄组Gckr mRNA表达量降低，差异有统计学意义(p＜0.05)。饮食限制组与老龄组相比较Gck和Gckr mRNA表达量上升，差异有统计学意义(p＜0.05）。 结论: 1、衰老大鼠出现了明显的糖脂代谢紊乱现象:血糖调节能力下降，空腹糖异生水平下降，血脂增高，肝脏甘油三酯含量增高。 2、饮食限制可以提高空腹肝糖原和血浆中高密度脂蛋白，并降低肝脏甘油三酯含量，能够保护年龄相关糖脂代谢能力。 3、饮食限制可能通过调节PP2Ac去甲基化和Gck及其相关基因的表达来保护年龄相关的糖脂代谢紊乱。