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肥胖引发代谢紊乱、代谢相关脂肪性肝病(MASLD)和骨关节炎风险增加。研究人员开展了呋喃脂肪酸(FuFA-F2)补充剂对肥胖小鼠影响的研究。结果显示,4 周 FuFA-F2 补充可逆转肝脂肪变性、增加肌肉质量、保护软骨。这为治疗肥胖相关疾病提供了新方向。
在当今社会,肥胖问题如同一颗 “健康炸弹”,在全球范围内迅速蔓延。它不仅让人们的身材走样,更严重的是,肥胖与众多代谢功能障碍紧密相连,大大增加了患上代谢相关脂肪性肝病(MASLD,曾用名非酒精性脂肪肝病 NAFLD)和骨关节炎(OA)的风险。MASLD 会导致肝脏内脂肪堆积、炎症发生,逐渐损害肝脏功能;而 OA 作为一种常见的慢性退行性关节疾病,会引发关节疼痛、活动受限,甚至导致残疾,严重影响患者的生活质量。
面对这些严峻的健康挑战,来自国外的研究人员决心探索新的解决办法。他们将目光聚焦在呋喃脂肪酸(FuFA)上。FuFA 是一类存在于多种食物中的天然化合物,在植物、微生物中均有合成,像鱼类、黄油、乳制品、谷物、蔬菜和水果中都能找到它的身影。此前研究已发现 FuFA 具有抗氧化、抗炎等多种生物活性,那么它能否成为对抗肥胖相关疾病的 “秘密武器” 呢?为此,研究人员开展了一项针对肥胖小鼠的研究,旨在探究短期补充 FuFA-F2(10,13 - 环氧 - 11 - 甲基 - 十八碳 - 10,12 - 二烯酸)是否能改善肥胖小鼠的健康状况,逆转代谢紊乱、减轻肝脂肪变性、增加肌肉质量并保护软骨。该研究成果发表在《Biomedicine 》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是动物实验,选取 6 个月大的肥胖 C57Bl/6J 小鼠,分为不同饮食干预组进行饲养;二是 RNA 测序技术,分析肝脏转录组变化;三是组织学分析,通过染色观察肝脏、肌肉和关节组织形态;四是生化指标检测,测定血糖、血脂、肝酶等指标评估代谢状况。
2. 研究结果
2.1 4 周 FuFA-F2 补充对肥胖小鼠整体表型的影响
对已肥胖的 6 个月大小鼠进行 4 周 FuFA-F2 补充,结果显示,补充组与高脂高糖(HFHS)饮食组相比,最终体重、瘦体重和脂肪量无显著差异,对食物摄入、血浆 IL-6 水平、血浆甘油三酯、胆固醇、游离脂肪酸水平以及基础代谢(氧气消耗和二氧化碳产生)也无特异性影响。
2.2 肥胖小鼠补充 FuFA-F2 4 周后不再胰岛素抵抗
在禁食状态下,HFHS 饮食组小鼠血浆葡萄糖、胰岛素水平和 HOMA-IR 指数升高,FuFA-F2 补充对此无显著影响。但胰岛素敏感性测试表明,FuFA-F2 补充可改善胰岛素敏感性,使补充组小鼠血糖下降情况与对照组无显著差异。
2.3 FuFA-F2 补充 4 周逆转肥胖小鼠肝脂肪变性
HFHS 饮食使小鼠肝脏重量增加,但血浆丙氨酸转氨酶(ALAT)和天冬氨酸转氨酶(ASAT)活性未改变。HFHS 组肝脏甘油三酯显著增加,出现肝脂肪变性,而 FuFA-F2 补充可使肝脏甘油三酯恢复正常水平,肝脏胆固醇和游离脂肪酸水平无变化,组织学分析也证实补充组肝脏脂质滴几乎检测不到。
2.4 FuFA-F2 补充 4 周略微改善线粒体呼吸链活性并促进抗氧化防御
研究发现,HFHS 饮食降低线粒体呼吸链复合物 I 和 II 的活性,而 FuFA-F2 补充可减轻这种降低,使复合物 I 和 II 活性与对照组差异不显著。同时,补充组超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性略有增加,表明其对线粒体呼吸链活性和抗氧化防御有一定促进作用。
2.5 FuFA-F2 补充 4 周部分逆转 HFHS 饮食诱导的基因表达特征
RNA 测序分析表明,FuFA-F2 补充减少了 HFHS 饮食诱导的转录失调,确定了一些与肝脂肪变性相关的靶基因,如 Pcsk9、Stard4、Insig1 和 Sulf2 等,这些基因的表达变化可能与 FuFA-F2 逆转肝脂肪变性的机制有关。
2.6 肥胖小鼠补充 FuFA-F2 4 周后肌肉质量增加
4 周 FuFA-F2 补充使小鼠股四头肌重量增加,虽然对胫骨前肌重量无影响,但可消除 HFHS 饮食导致的胫骨前肌平均横截面积增加的现象,使大纤维数量恢复到对照组水平。此外,补充组肌肉中一些与脂肪酸合成和代谢相关蛋白的表达发生改变。
2.7 FuFA-F2 补充 4 周对肥胖小鼠骨骼肌线粒体功能和氧化应激无影响
测量线粒体呼吸链活性和氧化应激标志物发现,FuFA-F2 补充对肥胖小鼠骨骼肌线粒体呼吸链复合物活性、3 - 羟基酰基辅酶 A 脱氢酶(β-HAD)活性以及氧化应激标志物(TBARS、-SH 水平、GSH 含量和抗氧化酶活性)均无显著影响。
2.8 FuFA-F2 补充 4 周保护关节软骨降解和滑膜炎
通过组织学评分和 microCT 分析发现,HFHS 饮食可诱导小鼠关节出现 OA 表型,包括软骨降解、滑膜炎和软骨下骨重塑。而补充 FuFA-F2 的肥胖小鼠可免受软骨降解和滑膜炎症的影响,其 OARSI 评分和滑膜炎评分与对照组无显著差异,但对软骨下骨硬化无显著影响。
3. 研究结论与讨论
该研究首次表明,4 周的 FuFA-F2 补充可逆转肥胖小鼠的肝脂肪变性,增加肌肉质量,并保护关节免受软骨降解和滑膜炎的侵害。这一发现意义重大,意味着 FuFA-F2 补充剂或富含 FuFA 的健康饮食(如地中海饮食)可能成为治疗肥胖相关疾病(如 MASLD、肌肉萎缩和 OA)的有效方法。同时,研究还为进一步探究肥胖、循环中呋喃脂肪酸水平与 MASLD 发病风险之间的关系提供了方向,有望为未来临床治疗提供新的思路和策略,为解决肥胖相关健康问题带来新的希望。