膳食AGEs在脂肪组织内蓄积规律及其安全性评价

Advanced glycation end-products (AGEs) are contained in food, and AGE formation was dramatically stimulated during heat-process. Lots of evidences suggested the important role of dietary AGEs in epidemics of several chronic diseases. Our preliminary data also showed high dietary AGE intake resulted in remarkable increase of AGEs in adipose tissue, and significantly induced pro-inflammatory cytokines, suggesting that AGEs might cause toxicity to adipose tissue. The proposed project aims to evaluate the safety of dietary AGEs to set a guide for AGEs intake. Standard diet will be used here to mimic the normal dietary habits, and different ratios of AGEs will be added into animal diet to mimic the AGEs exposure of low and high consumers. AGEs content will be measured to find out the distribution of AGEs in subcutaneous and visceral adipose tissue. Approach on classical toxicology and adipose tissue toxicity will be used to evaluate the sub-chronic toxic effect of AGEs. Moreover, an integrated approach on molecular biology and immunology will be used to find out the underlying mechanism of AGEs-induced toxicity.

晚期糖基化终产物 (advanced glycation end-products, AGEs) 是食物中广泛存在的一类物质，热加工会导致食品AGEs含量激增。数据表明摄入过多AGEs对健康存在危害。我们前期实验也证实，高脂饮食小鼠大量摄入AGEs可在脂肪组织中积累并引发脂肪组织毒性，因此有必要明确AGEs的安全摄入量。本项目拟通过动物实验评价膳食AGEs的安全性，采用标准饲料模拟正常饮食习惯，并添加不同比例AGEs用以模拟低、高端消费人群的AGEs膳食暴露水平。首先以脂肪组织为靶器官，分析皮下脂肪和不同部位内脏脂肪中AGEs组分含量，系统研究AGEs在脂肪的蓄积规律；同时通过经典毒理和脂肪毒性评价手段，考察膳食AGEs的亚慢性毒性，确立剂量-毒性关系。另外借助分子生物学、免疫学手段，阐明AGEs引起脂肪组织毒性的分子机制，为制定AGEs的安全摄入限量提供科学依据。

AGEs 是由还原糖与蛋白质、核酸及脂肪等物质发生反应而生成的一类异构分子的总称。食品热加工有助于食物风味和颜色的形成，但这种处理方式也会造成AGEs的激增。膳食来源的AGEs及其前体能被肠道吸收并积聚在体内，可能对人体健康产生不良的影响。因此，本研究通过喂食添加不同比例的AGEs模拟低、高的AGEs膳食暴露水平，暴露时间为3个月，探究食源性AGEs在脂肪中AGEs蓄积的变化规律, 并研究是否导致脂肪和肝脏功能异常从而干扰糖脂代谢。本研究将为AGEs的安全摄入限量制定提供一定参考依据。.研究结果显示不论是年轻小鼠还是老年小鼠，正常组和AGEs喂食组脂肪组织（生殖腺、肾周、皮下）的重量未见明显差异。但是AGEs在脂肪组织的蓄积呈现部位偏好，倾向于富集在生殖腺周围脂肪和皮下脂肪，且有剂量依赖性。低水平的AGEs摄入不会引起脂肪毒性。.高水平AGEs暴露确实可以引起糖代谢紊乱，且老年组对此更为敏感。研究表明高AGEs饮食的年轻小鼠血糖无明显变化，但血清胰岛素水平显著升高。而老年组在喂食低AGE (0.2g/kg饲料)时血糖即显著升高 51%，胰岛素水平显著降低。通过检测肝脏的胰岛素信号通路相关蛋白，发现年轻小鼠喂食AGEs后胰岛素受体底物IRS1表达下调，由于更多的胰岛素分泌弥补了该作用，因此下游的胰岛素信号未受影响。与之相符的是，年轻小鼠给予AGEs饮食并未导致PEPCK、G6Pase等糖异生，以及 GCK、PK等糖酵解基因的变化。在年老小鼠中，IRS1, 磷酸化的PI3K和AKT均因AGEs而下调，表现为胰岛素信号削弱，从而促进肝脏葡萄糖生成，解释了AGEs仅引起年老小鼠的血糖升高。.不同年龄的小鼠喂食AGEs后均发生脂肪组织炎症，表现出脂肪组织毒性。脂肪组织中促炎型M1型巨噬细胞标志物mRNA（MCP-1，CD80，Nos2）显著性增加，保护型M2型巨噬细胞相关mRNA（Arg1、YM1和Fizz1）显著下降。.以上结果表明大量摄入AGEs可在小鼠脂肪中积累，引发脂肪组织炎症，进而导致机体糖代谢紊乱，且老年个体对AGEs毒性更为敏感。这为解释目前糖尿病在中老年群体的高发提供了一条新的思路。