苦瓜提取物对HepG2胰岛素抵抗细胞的调节作用研究

摘要

肥胖和2型糖尿病是影响人类健康的主要非传染性慢性疾病，胰岛素抵抗是其重要特征。目前已有多种改善胰岛素抵抗的化学合成药物，但长期服用此类药物会加速脂肪细胞的分化，引起体重增加。因此筛选安全且有效改善胰岛素抵抗的食物或药食同源食物具有重要意义。苦瓜（Momordica charantiaL.）作为一种药食同源的食品，其含有多种活性成分具有调脂降糖功效，可通过提取苦瓜的不同组分，研究其改善胰岛素抵抗功效及其作用途径的异同点。
　　本文以粒度≤150μm的苦瓜冻干粉为原料，提取苦瓜醇提物、水提物、水提多糖、碱提多糖和皂苷，采用HepG2胰岛素抵抗细胞模型，研究不同苦瓜提取物对胰岛素抵抗的干预作用（模型建立期间和建立后）及其作用途径。主要研究内容及结果如下:
　　1.制备了不同的苦瓜冻干粉提取物并分析了其主要组成。结果表明:苦瓜水提多糖、碱提多糖和皂苷的纯度分别为83.40％、84.80％和56.53％;苦瓜醇提物中多酚含量最高(3.34％);苦瓜水提物中蛋白含量最高(1.77％)。苦瓜水提多糖和碱提多糖均为杂多糖，含有β-型糖苷键和吡喃环，单糖均由L-鼠李糖、甘露糖、D-葡萄糖和L-半乳糖组成，摩尔比分别为16.81∶2.07∶1.00∶1.79和8.63∶0.65∶1.00∶0.33。
　　2.研究了HepG2胰岛素抵抗细胞模型的建立方法及其稳定性。结果表明:棕榈酸的最佳诱导浓度和时间分别为0.15mM和12h，诱导后细胞葡萄糖消耗量显著降低，产生胰岛素抵抗;HepG2胰岛素抵抗细胞模型建立后，稳定时间至少为48h。
　　3.采用HepG2胰岛素抵抗模型，研究了苦瓜提取物对模型细胞糖脂代谢的调节作用。结果显示，苦瓜醇提物、水提物、碱提多糖和皂苷均能有效的改善胰岛素抵抗细胞的糖脂代谢;其中苦瓜碱提多糖和皂苷增加细胞葡萄糖消耗量的效果最为显著，与二甲双胍相当;750μg/mL苦瓜碱提多糖和250μg/mL苦瓜皂苷增加细胞内糖原含量的效果最优;各组苦瓜提取物均能显著降低甘油三酯含量(p＜0.05)，抑制脂质积累。
　　4.研究了不同苦瓜组分对HepG2胰岛素抵抗细胞的能量代谢和抗氧化水平的影响。结果表明:后期和中期干预试验中苦瓜醇提物、皂苷和碱提多糖均能显著增加细胞的ATP含量，且苦瓜水提物对模型细胞的中期干预效果优于后期;苦瓜醇提物、水提物、皂苷和碱提多糖均能显著降低模型细胞ROS（活性氧）含量(p＜0.05)，且碱提多糖的效果最优。说明苦瓜提取物能促进HepG2胰岛素抵抗细胞的能量代谢，减轻氧化应激。
　　5.研究了不同苦瓜组分改善HepG2胰岛素抵抗细胞的作用途径。结果表明:苦瓜醇提物、水提物、碱提多糖和皂苷均能激活IRS1-PI3K-AKT（胰岛素受体底物1-磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B）和AMPK-ACC2-CPT1（腺苷酸活化蛋白激酶-乙酰辅酶A羟化酶2-肉毒碱棕榈酰转移酶1）信号通路，上调PGC-1α（过氧化物酶体增殖活化受体γ共激活因子-1α）和GLUT4（葡萄糖转运蛋白4）mRNA的表达水平，下调PEPCK（磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶）和JKN1(c-Jun氨基末端激酶1)mRNA的表达水平，从而调节细胞的糖脂代谢，改善胰岛素抵抗;且750μg/mL碱提多糖和250μg/mL皂苷的效果最优。

目录

声明

摘要

缩略词

第一章 绪论

1．1 胰岛素抵抗概述

1．1．1 胰岛素抵抗简述

1．1．2 胰岛素抵抗的发生机制

1．1．3 研究胰岛素抵抗常用细胞模型

1．2 天然产物调节胰岛素抵抗的研究

1．2．1 天然产物活性成分改善胰岛素抵抗的研究

1．2．2 天然产物活性成分调节胰岛素抵抗的机制研究

1．3 苦瓜改善胰岛素抵抗的研究进展

1．3．1 苦瓜改善胰岛素抵抗的功能

1．3．2 苦瓜改善胰岛素抵抗的途径

1．4 研究的目的和意义

1．5 主要研究内容

第二章 苦瓜提取物制备与组成分的分析

2．1 引言

2．2 试剂材料与仪器设备

2．2．1 试剂与材料

2．2．2 仪器与设备

2．3 试验方法

2．3．1 苦瓜提取物的制备方法

2．3．2 苦瓜提取物的成分测定

2．3．3 数据分析

2．4 结果与讨论

2．4．1 苦瓜提取物冻干得率、多糖、皂苷、多酚和蛋白质含量

2．4．2 苦瓜多糖的紫外光谱、红外光谱和单糖组成

2．5 本章小结

第三章 HepG2胰岛素抵抗细胞模型的建立

3．1 引言

3．2 试剂材料与仪器设备

3．2．1 试剂与材料

3．2．2 仪器与设备

3．3 试验方法

3．3．1 HepG2细胞培养

3．3．2 棕榈酸溶液的配制

3．3．3 棕榈酸对细胞增殖的影响

3．3．4 HepG2细胞胰岛素抵抗模型的建立

3．3．5 HepG2细胞胰岛素抵抗模型持续时间的研究

3．3．6 数据分析

3．4 结果与讨论

3．4．1 棕榈酸对细胞增殖的影响

3．4．2 不同棕榈酸浓度和作用时间对HepG2细胞胰岛素抵抗的影响

3．4．3 HepG2细胞胰岛素抵抗模型持续时间的研究

3．5 本章小结

第四章 苦瓜提取物对HepG2胰岛素抵抗细胞的改善作用

4．1 引言

4．2 试剂材料与仪器设备

4．2．1 试剂与材料

4．2．2 仪器与设备

4．3 试验方法

4．3．1 苦瓜提取物的制备

4．3．2 HepG2细胞培养

4．3．3 细胞存活率的测定

4．3．4 葡萄糖消耗量的测定

4．3．5 糖原含量的测定

4．3．6 TG含量的测定

4．3．7 ATP含量的测定

4．3．8 ROS含量的测定

4．3．9 数据分析

4．4 结果与讨论

4．4．1 苦瓜提取物对HepG2细胞增殖的影响

4．4．2 苦瓜提取物对HepG2细胞葡萄糖消耗量的影响

4．4．3 苦瓜提取物对HepG2细胞糖原含量的影响

4．4．4 苦瓜提取物对HepG2细胞TG含量的影响

4．4．5 苦瓜提取物对HepG2细胞ATP含量的影响

4．4．6 苦瓜提取物对HepG2细胞ROS含量的影响

4．5 本章小结

第五章 苦瓜提取物调节ttepG2胰岛素抵抗细胞的作用通路

5．1 引言

5．2 试剂材料与仪器设备

5．2．1 试剂与材料

5．2．2 仪器与设备

5．3 试验方法

5．3．1 苦瓜提取物的制备

5．3．2 HepG2细胞培养

5．3．3 总RNA的提取

5．3．4 cDNA的合成

5．3．5 胰岛素抵抗信号通路相关基因转录水平的测定

5．3．6 数据分析

5．4 结果与讨论

5．4．1 苦瓜提取物对IRS1、PI3K、AKT mRNA表达的上调作用

5．4．2 苦瓜提取物对AMPK、ACC2、CPT1 mRNA表达的调节作用

5．4．3 苦瓜提取物对PEPCK、PGC-1a、GLUT4 mRNA表达的调节作用

5．4．4 苦瓜提取物对JNK1 mRNA表达的下调作用

5．5 本章小结

第六章 主要结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文