玉米肽联合运动对肥胖大鼠肝组织中ATGL和TNF-α影响*

孙 鹏， 田向阳， 史仍飞

(上海体育学院 运动科学学院， 上海 200438 )

玉米肽联合运动对肥胖大鼠肝组织中ATGL和TNF-α影响*

孙 鹏， 田向阳， 史仍飞△

(上海体育学院 运动科学学院， 上海 200438 )

目的：探讨玉米肽结合有氧运动对肥胖大鼠体脂肪和肝细胞甘油三酯脂肪酶(ATGL)及肿瘤坏死因子α(TNF-α的)影响。方法：以32只肥胖雄性SD大鼠为实验对象，随机分为安静对照组(CON)、玉米肽组(DCP)、运动组(DEX)和玉米肽运动组(DCE)(n=8)。玉米肽组和玉米肽运动组给予玉米肽饲料，其它各组给予普通饲料。运动组和玉米肽运动组进行有氧运动，干预4周后处死取材。剥离腹腔脂肪组织和肝脏，蛋白印迹技术检测肝组织ATGL和TNF-α蛋白的表达。结果：干预4周后，与肥胖对照组相比，玉米肽运动组大鼠体重以及脂肪系数显著下降(P<0.05，P<0.01)，且显著低于单独玉米肽补充组(P<0.05)；肝细胞ATGL蛋白表达显示，玉米肽运动组均高于其它各组，且与对照组有显著性差异(P<0.05)；玉米肽运动组肝细胞TNF-α蛋白结果均低于其它组，且显著低于对照组(P<0.05)。结论：玉米肽结合有氧运动能有效地降低肥胖大鼠的体重以及脂肪含量，可能是玉米肽与有氧运动的协同作用，调节了肝脏ATGL和TNF-α的表达，促进脂代谢有关。

肥胖；玉米肽；有氧运动；脂肪组织脂肪酶

【DOI】 10.12407/j.cjap.5416.2017.030

近年来，肥胖已成为威胁人类健康的最大杀手之一，高热能食物的摄取和体力活动水平的降低可能是主要的诱发因素。肝脏在调节脂代谢的过程中发挥重要作用，脂肪组织甘油三酯脂肪酶(adipose triglyceride lipase, ATGL)是近年来在脂肪组织中发现的脂肪水解酶类，主要催化甘油三酯水解为甘油二酯,在肝脏也有表达[1,2]；同时大量研究表明肥

胖者处于长期的慢性低度炎症状态[3]，即表现为肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)等炎症因子在脂肪组织过量表达。玉米肽类是植物蛋白经酶解得到小分子肽类物质，富含丰富的支链氨基酸，具有调节脂代谢、预防肝性脑病、提高机体抗氧化等生理功能[4]。玉米肽结合运动对肥胖大鼠减脂的效果及相关机制的研究鲜有报道，是否两者联合使用对于肥胖大鼠有协同作用？本研究以有氧运动结合玉米肽补充的干预方案探讨其对肥胖大鼠脂质代谢和肝脏ATGL、TNF-α蛋白的影响，以进一步探讨运动结合玉米肽补充在调节脂肪代谢的作用及相关机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物与肥胖模型的建立

清洁级成年雄性SD大鼠，体重160～180 g，购于第二军医大学实验动物中心，通过两个月肥胖建模饲养，取建模成功的32只作为实验对象。普通饲料：购于上海仕林科技有限公司。玉米肽(corn peptide)：购于湖北瑞邦生物科技有限公司。高脂饲料：参考那立欣等[5]配方加工而成，配方如下：一般鼠料74.75%、猪油10%、蔗糖5%、蛋黄粉5.0%、麻油3%、胆酸钠0.25%、食盐2%。

1.2 实验分组及干预方案

32只肥胖大鼠随机分为肥胖对照组(DIO)、玉米肽组(DCP)、运动组(DEX)、玉米肽联合运动组(DCE)(n=8)。玉米肽组、玉米肽联合运动组给予玉米肽饲料，其余各组给予一般鼠料。运动组和玉米肽运动组进行有氧运动(跑台坡度为零，速度15 m/min，时间60 min/d，频率6 d/w[6])，其余各组不做运动干预。干预4周后取材。玉米肽饲料：参照吴海寰等[7]蛋白质的摄入量，每千克饲料加入200 g玉米肽。肥胖模型组经8周的高脂饲料饲养，取32只达到肥胖标准的大鼠纳入实验组，肥胖标准为肥胖建模组体重超过安静对照组体重平均值20%[8]。

1.3 主要试剂与仪器

ATGL和TNF-α抗体(美国CST公司)，二抗(美国CST公司)，β-actin(美国CST公司)。IKA T10基础型分散机(德国IKA公司)，SE300-10A-1.0微型电泳槽/TE22转膜仪(美国Hoefer公司)，Gel Doc EZ凝胶成像系统(美国BIO RAD公司)。

1.4 样本采集

所有大鼠麻醉后，固定、备皮、依次剪开腹部皮肤、筋膜，剥离肌肉，下腔静脉取血，离心后取血浆，-80℃冻存。采血后迅速暴露肝脏，避免损伤肝脏组织及大血管，迅速分离出肝脏。去除包膜，剪取一小块肝组织，用预冷生理盐水冲洗肝脏，滤纸吸干水分，装入冻存管中液氮速冻，-80℃冻存。取出大鼠双侧肾周脂肪垫及附睾脂肪垫，4℃生理盐水洗涤，用滤纸吸干后称重，锡箔纸包裹后-80℃冻存。

1.5 指标测定方法

1.5.2 内脏脂肪系数和肌肉指数 内脏脂肪系数(%)=内脏脂肪重量(g)/体重(g)×100。

1.5.3 肝组织中ATGL和TNF-α蛋白的测定 采用Western blot法检测，称取60～80 mg肝组织，放入5 ml离心管内，加入1 000 μl裂解液，匀浆机粉碎，静置20～30 min后，离心取上清液。 BCA法蛋白质定量后确定上样量(每孔20 μl，总蛋白量为每孔40 μg)。蛋白质经SDS-PAGE分离(浓缩胶浓度为5%，分离胶浓度为10%)后，用湿转法将蛋白转到PVDF膜上。5%脱脂奶粉封闭1 h后孵育一抗(1∶1 000稀释)，4℃过夜。TBST洗涤3次后孵育二抗(1∶3 000稀释)1 h。TBST洗涤3次后， ECL发光，暗室内显影、定影。用Gel Doc EZ凝胶成像系统扫描定量各条带的相对灰度值。采用LabWorks软件读取积分光密度值。

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 玉米肽结合运动对肥胖大鼠体重的影响

实验前各组大鼠体重无显著性差异；4周的实验干预后，与肥胖对照组相比，所有运动组大鼠体重均下降，但仅有玉米肽结合运动组有显著降低(P<0.05)。玉米肽结合运动组大鼠体重显著低于单独玉米肽组及单独运动组(P<0.05)。

GroupBeforeAfterDIO496.93±30.03544.33±39.95DCP493.48±23.03555.80±18.39DEX492.50±20.82487.55±17.05DCE494.30±26.29469.79±14.26*#

DIO: Obese control group; DCP: Core peptide group; DEX: Exercise group; DCE: Corn peptide combined exercise group

*P<0.05vsDIO control group;?#P<0.05vsDCP group

2.2 实验后各组大鼠脂肪指数和Lee′s指数的变化

与肥胖对照组相比，玉米肽运动组大鼠内脏脂肪显著下降(P<0.01)，且也低于其它各组；Lee′s index结果显示，与对照组比较，仅单独运动组出现显著下降(P<0.05，表2)。

2.3 实验后各组大鼠肝组织中ATGL及TNF-α蛋白表达的变化

与肥胖对照组相比，玉米肽组、玉米肽结合运动组肝脏ATGL/β-Actin表达分别增加了2.47倍和3.43倍，均有显著性差异(P<0.05，图1)，且玉米肽结合运动组高于单独玉米肽组；TNF-α结果显示，与对照相比运动组、玉米肽结合运动组大鼠肝脏TNF-α/β-Actin分别降低了56.8%和62.7%，有显著性差异(P<0.05，图2)。

GroupFatindexLee'sindexDIO3.88±0.210.321±0.013DCP3.87±0.480.321±0.007DEX2.92±0.820.308±0.012*DCE2.69±0.41**#0.317±0.005

DIO: Obese control group; DCP: Core peptide group; DEX: Exercise group; DCE: Corn peptide combined exercise group

*P<0.05,**P<0.05vsDIO control group;?#P<0.05vsDIO group

Fig. 1 Effect of different treatments on ATGL ATGL: Adipose triglyceride lipase*P<0.05vsDIO group

Fig. 2 Effect of different treatments on TNF-α TNF-α: Tumar necrosis factor-α*P<0.05vsDIO group

3 讨论

已有研究发现玉米肽具有降低肥胖大鼠体重，并能提高肝细胞内肉碱酯酰转移酶(carnitine palmitoyl transferase，CPT)活性，降低脂肪酸合成酶活性[9]。但是玉米肽结合运动在人体及动物实验的研究还鲜有报道。当前结果表明补充玉米肽结合有氧运动能降低肥胖大鼠体重和体脂水平，并且这一积极效应优于单独补充玉米肽或运动干预方式，这可能是玉米肽和有氧运动发挥了协同效果，既有效地起到了减体重和减脂肪的作用，又起到了增加瘦体重的目的。

补充玉米肽的积极效应主要源于玉米肽富含小分子肽类物质，这些小分子肽类由玉米蛋白经酶切而得到的含2～6个氨基酸的混合肽，研究表明这些小分子肽可以直接被吸收[10]，从而在体内发挥相应的生理功能，如调节脂质代谢、抗高血压、抗疲劳和抗氧化等。小分子肽类物质在调节脂质代谢方面发挥功能[9]。另一方面，玉米肽中富含丰富的支链氨基酸，尤其是亮氨酸。研究表明亮氨酸补充能显著减少饮食诱导的肥胖大鼠体重,并且与提高的能量消耗和脂肪组织中解偶联蛋白(UCP3)表达有关[11]。也有进一步的研究认为亮氨酸对高脂饮食诱导的高血脂症有预防作用，如zhang等[12]研究发现亮氨酸能降低高脂饮食小鼠血浆LDLC水平。

肝脏是调节脂质代谢的重要器官，在脂肪的合成与分解方面均发挥重要作用。在上述分析中亮氨酸补充能够降低血脂和减轻体重，但亮氨酸不同于其它必需氨基酸，其主要代谢场所在外周组织(如骨骼肌等)而不是肝脏中，因为肝细胞线粒体内支链氨基转移酶活性较低。长期以来，激素敏感脂肪酶( hormone-sensitive lipase, HSL) 被认为是脂肪分解主要限速酶[13]。近几年通过基因敲除技术发现脂肪组织存在一种新的ATGL，也存在于肝脏[2]。在小鼠肝脏细胞中过表达ATGL可以促进游离脂肪酸的释放和氧化, 改善肝脏的脂质代谢[14,15], 说明ATGL在维持小鼠机体能量平衡中也起着重要作用。本研究发现玉米肽补充显著提高大鼠肝脏ATGL蛋白表达，尤其是运动与玉米肽联合干预，同时我们检测的TNF-α蛋白表达则在运动组有显著性降低。

细胞因子TNF-α主要通过诱发炎症发挥作用，近些年来研究认为肥胖呈现低度炎症反应，也有研究证实,高脂膳食大鼠肝脏TNF-α表达增加[16]，TNF-α可能直接作用于胰岛素信号转导途径,抑制胰岛素的信号转导,减弱胰岛素的作用，从而影响脂肪代谢。本研究中玉米肽与运动结合改善肝脏脂肪分解能力，同时也显著降低TNF-α水平。Speretta等研究[17,18]证实长期有氧运动能够降低体内TNF-α的表达，与本研究结果一致。

玉米肽结合有氧运动有效地减少了肥胖大鼠的体重以及脂肪含量。其可能机制是在运动促进机体代谢的条件下，玉米肽中所富含的支链氨基酸和小分子肽类物质发挥对肝脏细胞ATGL和TNF-α的积极调节作用，从而进一步促进脂类代谢，优于运动、玉米肽的单独干预方案。

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Effects of dietary corn peptide and exercise on hepatic ATGL and TNF-α in obese rats

SUN Peng, TIAN Xiang-yang, SHI Reng-fei△

(Shanghai University of Sports, College of Life Science, Shanghai 200438, China)

Objective: To determine whether dietary corn peptides supplementation with or without exercise on body composition and factors related to hepatic lipid metabolism in obese rats induced by a high fat diet. Methods: Male SD rats were fed a high-fat diet (40% calorie as fat) for 8 weeks as a dietary induced obesity model (DIO,n=32). They were then randomly divided into four groups, control, corn piptide(CP) group, exercise group and CP+exercise group (n=8). Supplement (CP: 200 g/kg) and exercise(tread mill Ex was performed 15 m/min for 60 min/d, 5 days a week) protocol for 4 weeks. Body weight and dietary levels of rats were monitored during the experimental period. At the end of the 4thweeks, rats of all groups were sacrificed. Perirenal fat and liver were harvested, and hepatic adipose triglyceride lipase(ATGL) and TNF-α were analyzed via Western blot. Results: After 4 weeks, compared with DIO control group, body weight and perirenal fat mass index in CP+exercise group were significantly decreased (P<0.05). Hepatic ATGL was significantly higher in corn peptides supplementation, especially in combination with exercise (P<0.05).At the same time, the values of TNF-α expression were decreased significantly in exercise groups compared with DIO group (P<0.05). Conclusion: Corn peptides combined with aerobic exercise has a weight reduction by lowering adipose tissue in experimental animals, it may be related to the expression of ATGL and TNF-α in the liver, and promote lipid metabolism.

obesity; corn peptide; aerobic exercise; ATGL

上海教委创新项目(13YZ100)；上海体育学院“运动健身科技”省部共建教育部重点实验室

2016-01-15

2016-11-02

R151.2

A

1000-6834(2017)02-117-04

△【通讯作者】Tel： 021-51253247； E-mail： rfshi@sus.edu.cn