姜提取物及其主要活性成分[6]-姜辣素改善脂糖代谢紊乱中对骨骼肌FAT/CD36的调控

Ginger is one of the most commonly used spices and medicinal plants around the world. Ginger is attributed to spleen and stomach channels, belongs to a spleen-stomach-regulating herb, and is widely used for the prevention and/or treatment of Phlegm-dampness syndrome in TCM. It has been well demonstrated that ginger improves numerous metabolic disorders. However, the underlying molecular mechanisms are still unclear. Fatty acid translocase (FAT/CD36) is closely associated with lipid and glucose metabolism. Fatty acid uptake, store and oxidation are highly regulated by FAT/CD36 at several subcellular sites in skeletal muscle fibers. Our research team has found that ginger and its prominent active component [6]-gingerol improve fructose overconsumption-induced fatty liver, hypertriglyceridemia and insulin resistance via subcellular redistribution of FAT/CD36 in skeletal muscle fibers. Based on this important finding, the proposed project intends to investigate how ginger and [6]-gingerol regulate FAT/CD36 protein posttranslation modification----subcellular location----fatty acid uptake, store and oxidation. The findings of this project will not only supply with molecular basis for ginger to improve metabolic disorders, but also provide new insight into the elucidation of the spleen and stomach-regulating nature in TCM. Thus, this project has novelty and significance.

姜为最常用的中药和调味料之一。长期临床实践和现代研究证实，姜具有明显的防治脂糖代谢紊乱的作用，与其调理脾胃以防痰湿、调控营养物质的转输紧密相关，但其中的分子事件尚不清楚。脂肪酸转运酶FAT/CD36介导对脂肪酸的转运，与脂糖代谢密切相关；其在骨骼肌细胞的亚细胞分布决定着脂肪酸摄取、储存和利用平衡。我们前期研究表明，姜提取物及其主要代表活性成分[6]-姜辣素在改善脂糖代谢紊乱中，影响了骨骼肌细胞FAT/CD36的亚细胞分布。基于此，本课题紧紧围绕“FAT/CD36“这一调控“重要营养分子---脂肪酸”转输的关键因子，以骨骼肌“FAT/CD36的蛋白质翻译后修饰---亚细胞定位---脂肪酸摄取、储存和利用平衡”这一连锁反应链条为主线，揭秘姜改善脂糖代谢紊乱的潜在机制，为姜“调理脾胃”，防治代谢性疾病提供现代分子生物学依据，也为中医脾胃实质及其它调理脾胃方药防治痰湿证的研究提供科学依据和新思路。

脂糖代谢紊乱是代谢综合征中多重危险因素的要素，它是脑中风、冠心病、心肌梗塞、糖尿病及慢性并发症等疾病的病理基础和主要危险因子。对脂糖代谢紊乱疾病，中医药有综合治疗的特色和优势。姜为最常用的中药和调味料之一。长期临床实践和现代研究证实，姜具有明显的防治脂糖代谢紊乱的作用，与其调理脾胃以防痰湿、调控营养物质的转输紧密相关，但其中的分子事件尚不清楚。脂肪酸转运酶FAT/CD36介导对脂肪酸的转运，与脂糖代谢密切相关，其在骨骼肌细胞的亚细胞分布决定着脂肪酸摄取、储存和利用平衡。本课题在既往应用WKY和SHR自发性高血压大鼠研究的基础上，进一步应用高果糖致大鼠糖脂代谢紊乱模型、自然衰老的糖脂代谢紊乱大鼠模型，以及油酸致L6成肌细胞甘油三酯沉积细胞模型，主要围绕本课题的研究目标：姜提取物及其主要活性成分6-姜辣素和6-姜烯酚改善糖脂代谢紊乱中对骨骼肌FAT/CD36的影响进行研究，并探讨蛋白质修饰在其中的作用。我们研究结果证明，姜/6-姜辣素改善了长期果糖饮食导致的大鼠骨骼肌脂质异位沉积和胰岛素抵抗，作用机制与其引起骨骼肌CD36在肌膜和胞浆间转位、增强线粒体功能有关。体外研究进一步验证了6-姜辣素通过调节糖基化修饰水平调控骨骼肌CD36亚细胞定位、FFA摄取、储存和利用来改善糖脂代谢紊乱。此外，我们还有一些新发现：6-姜辣素能改善骨骼肌异位脂质沉积、线粒体功能障碍和胰岛素抵抗，至少在一定程度上，这些变化依赖6-姜辣素增加血浆脂联素浓度和肌肉AdipoR1水平双重激活AMPK-PGC-1α信号通路，这一重要发现使我们又持续获得国家自然科学基金的资助项目，得以更深入挖掘姜及其有效成分改善糖脂代谢紊乱的作用机制，从而为揭秘姜“燥湿消痰”调理脾胃防治代谢性疾病提供现代分子生物学依据，也为中医脾胃实质及其它调理脾胃方药防治痰湿证的研究提供科学依据和新思路。