儿茶素和咖啡碱组合对小鼠和3T3-L1细胞的脂肪代谢分子机制的研究

本项目拟在前期研究绿茶及其成分降脂减肥作用的基础上，利用动物试验及3T3-L1脂肪细胞培养试验，探讨儿茶素和咖啡碱组合的脂肪代谢的分子机制。动物实验主要测定血中脂类、胰岛素、瘦素、脂联素等，肝脏中脂类含量及肝脏脂肪代谢关键酶（如FAS、CAT、ACO等）的活性、蛋白质和mRNA表达水平的变化；3T3-L1脂肪细胞培养中分析脂肪细胞的细胞增殖、增殖，细胞分化过程主要核转录因子PPARγ、PXR、C/EBPβ和ADD-1/SREBP-1等的基因表达水平，细胞分化后脂肪细胞中的脂肪沉积量和脂肪代谢相关酶（如FAS、GPDH、HSL和ATGL等）活性、基因和蛋白质表达量的影响，通过以上结果分析，阐明儿茶素和咖啡碱组合在体内和体外脂肪代谢的分子机制。本项目开展为研究功能性成分的脂肪代谢提供实验方法和理论依据，也为食品功能性成分组合的联合作用提供科学依据，因此具有很高的学术价值和应用前景。

绿茶具有许多生理生化功效，如抗氧化、抗癌、抗糖尿病等，绿茶及其成分如儿茶素或咖啡碱有预防肥胖作用，而儿茶素与咖啡碱组合预防肥胖的研究较少，特别是减肥作用机理目前尚不十分清楚。研究不同浓度儿茶素和咖啡碱组合粉末饲料投喂小鼠，分析血中的生化指标，肝脏脂类含量、脂类代谢酶活性及其基因和蛋白的表达量；及儿茶素和咖啡碱组合添加到细胞培养液中，分析3T3-L1细胞增殖、细胞内脂肪沉积，脂肪代谢相关酶的基因和蛋白表达。本项目从体内、外两方面探讨降脂减肥的作用机理。项目一方面通过儿茶素和咖啡碱组合长期干预小鼠，结果显示儿茶素+咖啡碱投喂的小鼠体重增加与对照组相比有减少，腹腔内脂肪重量明显降低；儿茶素+咖啡碱与对照组相比降低血中脂类与瘦素浓度，减少肝脏中总胆固醇和甘油三酯（TG）含量；儿茶素与咖啡碱组合小鼠肝脏肉毒碱脂酰转移酶（CAT）、酰基辅酶A氧化酶（ACO）活性与对照组相比均显著提高，降低脂肪酸合成酶（FAS）的活性。与对照组相比，儿茶素+咖啡碱的CAT和ACO 基因表达量显著升高，FAS 基因表达水平降低，且FAS蛋白表达量显著减少。另一方面，通过利用3T3-L1脂肪细胞模型，在培养液中孵育儿茶素和咖啡碱组合，研究显示儿茶素+咖啡碱抑制脂肪细胞增殖，且与儿茶素浓度成正相关关系。儿茶素+咖啡碱明显抑制细胞中TG的沉积。儿茶素+咖啡碱孵育的3T3-L1细胞，在分化后4天的PPARγ2、C/EBPα，分化后8天FAS mRNA和蛋白的表达水平均明显降低。儿茶素+咖啡碱明显提高去甲肾上腺素诱导脂肪细胞的脂解能力和HSL蛋白的表达量，且与咖啡碱浓度呈量效关系。儿茶素和咖啡碱预防肥胖作用机制：首先，通过调控小鼠肝脏内脂肪代谢酶的活性、mRNA及蛋白表达量，提高脂肪酸氧化，抑制脂肪酸合成，降低血液与肝脏中的脂类含量，引起体内脂肪沉积减少；其次，抑制脂肪细胞增殖，并通过调控脂肪细胞分化过程中相关核转录因子mRNA的表达，降低脂肪代谢相关酶的蛋白和mRNA表达，导致脂肪细胞内TG的沉积减少。从体内、外研究证实儿茶素和咖啡碱在预防肥胖上有一定协同作用。在本项目资助下，已发表和录用论文16篇，其中SCI论文3篇、EI论文7篇；获得江西省自然科学奖1项；参加国际、国内会议各4人次；培养硕士研究生3名。因此本项目有力促进科学研究和人才培养。