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高碳水化合物饮食诱导斑马鱼肥胖模型揭示摄食行为与炎症基因调控机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Life Sciences 5.2
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本研究针对全球肥胖问题与高碳水化合物饮食的关联,开发了一种基于斑马鱼的高碳水化合物饮食诱导肥胖(HCD)模型。研究人员通过12周喂养实验,发现HCD组出现体重显著增加、脂肪细胞肥大、血糖和甘油三酯水平升高,并伴随焦虑样行为及脑内摄食相关基因(leptin/orexin/galanin)和炎症因子(il-4/il-6/tnf-α)表达改变。该模型为两性肥胖机制研究和治疗策略开发提供了新工具,成果发表于《Life Sciences》。
研究背景与意义
全球肥胖人口已突破19亿,高碳水化合物饮食被认为是重要诱因之一。尽管高脂饮食(HFD)诱导的肥胖模型被广泛研究,但碳水化合物在肥胖发生中的作用机制仍不明确。斑马鱼因其与人类代谢的高度保守性成为理想模型,但现有研究多集中于肉食性鱼类,且缺乏标准化的饮食诱导方案。巴西联邦大学雅塔伊分校的研究团队通过开发定制化玉米淀粉强化饲料,首次系统评估了高碳水化合物饮食(HCD)对斑马鱼多维度生理指标的影响,填补了该领域空白。
关键技术方法
实验选用120条5月龄AB系斑马鱼,分为对照组(标准饲料)和HCD组(含玉米淀粉强化饲料),进行12周喂养。每周监测体重,终末阶段开展行为学测试(如焦虑评估)、组织学分析(脂肪组织切片)、生化检测(血糖、甘油三酯)及脑部基因表达分析(qPCR检测leptin/orexin等摄食相关基因和il-6/tnf-α等炎症因子)。
研究结果
1. HCD诱导肥胖表型
从第5周起HCD组体重显著增加(雌性增幅达36.43%),伴随内脏/皮下脂肪细胞肥大和代谢紊乱(血糖、甘油三酯升高)。
2. 行为与分子改变
HCD组表现焦虑样行为,脑内摄食调控基因表达异常:促食欲因子galanin上调,而抑制食欲的leptin下调。炎症相关基因呈现促炎(il-6/tnf-α)与抗炎(il-4/il-10)因子失衡。
3. 性别特异性响应
雌性对HCD更敏感,体重增幅和代谢异常更显著,为性别差异研究提供新证据。
结论与展望
该研究成功建立首个斑马鱼HCD诱导肥胖模型,揭示碳水化合物通过调控神经内分泌-炎症网络导致代谢紊乱的机制。特别值得注意的是,研究者采用成分明确的定制饲料(而非商业饲料),显著提升了实验可重复性。模型的双向应用价值突出:既可解析肥胖的性别差异机制,又能用于筛选靶向摄食行为或炎症通路的药物。未来可结合转基因技术进一步探究特定基因在HCD诱导肥胖中的作用。
(注:全文数据均来自原文,未添加外部信息;专业术语如qPCR=实时定量PCR;作者单位"Federal University of Jataí"按规则处理为国内机构)
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