小檗碱对机体能量平衡的影响和作用机制研究

肥胖是遗传因素和环境因素共同作用的结果，由于能量摄入超过能量消耗所产生。越来越多的证据表明增加机体的能量消耗是一种有效的减轻体重的治疗方式。近年来，我们对小檗碱在改善胰岛素抵抗，治疗肥胖和2型糖尿病方面进行了大量的工作，并取得了可喜的成果。基于我们前期工作的基础和提示，我们认为小檗碱可能在改善能量平衡方面发挥积极的作用，并进行了大量的前期实验摸索，取得了令人鼓舞的结果。我们前期的研究强烈提示：小檗碱在改善肥胖小鼠的能量代谢过程中发挥了重要作用。本课题将使用CLAMS代谢监测系统，结合冷冻刺激实验等一系列评价手段，首次在整体动物水平评价小檗碱对机体能量代谢尤其是能量消耗的影响，并将结合运用现代分子生物学和细胞生物学研究方法，更明确的阐明其作用机制和靶点，这对于我们在临床上更效利用小檗碱或将其作为先导化合物进一步开发以便治疗肥胖以及胰岛素抵抗相关疾病，具有重要的科研意义和应用价值。

肥胖的发病率逐年升高，已成为严重影响为人类生活质量的重要代谢性疾病。肥胖是由于能量摄入超过能量消耗所产生。棕色脂肪具有高效产热及促进能量消耗的能力，促进棕色脂肪的产生和增加其功能已成为治疗肥胖的研究热点，并且这个能量代谢活跃的组织也是目前开发减肥药物的新靶点。小檗碱是传统中药黄连的有效成分，之前对它的研究集中在改善胰岛素抵抗、2型糖尿病以及血脂紊乱的方面，在小檗碱对肥胖的治疗作用和机制研究方面则未有报道。经过我们的长期研究发现：小檗碱4周的处理能显著减轻db/db肥胖小鼠的体重，脂肪含量显著减少，基础体温升高，呈现代谢增加表型；我们进一步利用代谢监测系统(CLAMS)检测发现小檗碱可以促进小鼠的氧气的消耗和二氧化碳的生成，说明基础代谢增加；在冷冻刺激实验的各个检测时间点，小檗碱处理组小鼠的体温明显高于对照组，同时我们还利用microPET/CT检测小鼠，小檗碱处理组小鼠的棕色脂肪组织活性明显增强；皮下白色脂肪在小檗碱处理后出现明显的棕色化改变，但在内脏白色脂肪则没有此现象的发生；鉴于棕色脂肪组织在能量代谢中的重要作用，为了更深入研究小檗碱的作用机制，我们利用中性温度饲养小鼠，由于棕色脂肪基本退化，再观察小檗碱的药理学作用，此时的小鼠再给予小檗碱处理，我们发现，小檗碱促进能量消耗的作用显著被抑制。另外，通过机制研究，我们也发现小檗碱增加UCP1的表达主要是通过激活AMPK/PGC1这一信号通路实现的。本课题全面评价了小檗碱对能量消耗的促进作用，并借助原代细胞分离培养等体外研究手段，运用现代分子生物学和细胞生物学研究方法，从体内、体外两个水平阐明了小檗碱增加棕色脂肪活性，促进白色脂肪棕色化的分子机制，更新和扩展了我们对小檗碱在治疗肥胖中的认识，为临床上应用其治疗更多代谢性疾病提供了理论依据，也使其成为进一步被开发成更有效的减肥药物的前导化合物提供了宝贵的探索，我们的研究也为从中药中筛选更多有效地治疗治疗肥胖的化合物提供了宝贵的经验。