A magas maysin kukorica selyemkivonat csökkenti a testtömeg és a zsírlerakódást a C57BL6J egerekben, amelyek nagy zsírtartalmú táplálékot kapnak

Eun Young Lee

1 Élelmiszertudományi és táplálkozási tanszék, Dankook Egyetem, 152, Juljeon-ro, Suji-gu, Yonin-si, Gyeonggi 16890, Korea.

Sun Lim Kim

2 Crop Foundation Division National Crop Science Institute, Jeonbuk 55365, Korea.

Hyeon Jung Kang

2 Crop Foundation Division National Crop Science Institute, Jeonbuk 55365, Korea.

Myung Hwan Kim

3 Élelmiszeripari Tanszék, Dankook Egyetem, Chungnam 31116, Korea.

Ae Wha Ha

1 Élelmiszertudományi és táplálkozási tanszék, Dankook Egyetem, 152, Juljeon-ro, Suji-gu, Yonin-si, Gyeonggi 16890, Korea.

Woo Kyoung Kim

1 Élelmiszertudományi és táplálkozási tanszék, Dankook Egyetem, 152, Juljeon-ro, Suji-gu, Yonin-si, Gyeonggi 16890, Korea.

Absztrakt

HÁTTÉR/CÉLOK

A vizsgálatot a magas maysin tartalmú kukorica selyemkivonat testtömegre és zsírlerakódásra gyakorolt hatásainak és hatásmechanizmusainak vizsgálatára végezték kísérleti állatokban.

ANYAGOK/MÓDSZEREK

Összesen 30, 4 hetes C57BL/6J hím egeret vásároltunk meg, és véletlenszerűen blokkolt konstrukcióval három súlycsoportra osztottuk őket. A normál zsírtartalmú (NF) csoport 7% zsírt (étrend-súly alapján), a magas zsírtartalmú (HF) csoport 25% zsírt és 0,5% koleszterint, a magas zsírtartalmú kukoricaselyem (HFCS) csoport pedig magas zsírtartalmú étrend és magas maysin tartalmú kukoricaselyem kivonat 100 mg/testtömeg-kg napi szájon át történő alkalmazásával. Mértük a testsúlyt és a testzsírt, és megmértük az adipocita differenciálódásban, a zsír felhalmozódásában, a zsírszintézisben, a lipolízisben és a zsír oxidációjában szerepet játszó fehérjék mRNS expressziós szintjét a zsírszövetben és a májban.

EREDMÉNYEK

8 hétig tartó kísérleti étrend bevitele után a testtömeg szignifikánsan alacsonyabb volt a HFCS csoportban a HF csoporthoz képest (P Kulcsszavak: Kukorica selyem, maysin, testtömeg, adipocita differenciálódás, zsírszintézis

BEVEZETÉS

A kukorica selyem, amely a kukorica megbélyegzése, lágy, selyem szálszerű hulladékanyag, amely zöld vagy sárga színű és világszerte bőségesen elterjedt [1,2]. A kukoricaselymet régóta használják cystitis, ödéma, köszvény, vesekő nephritis, prosztatagyulladás és húgyúti fertőzés kezelésére számos országban [3,4,5]. A legújabb vizsgálatok szerint a kukoricaselyem vizes kivonata csökkentette a vérnyomást [6], míg a kukoricaselyem poliszacharidja a plazma kolecisztokinin szintjének [7] és az immunképesség növelésével [8] növeli a gasztrointesztinális mozgást. . A kukorica selyemkivonatról antioxidáns hatású a lipidperoxidáció [9], az Aspergillus flavus elleni gombaellenes hatás [10] és a gyulladáscsökkentő hatás [11,12] is.

A kukoricaselyem különféle összetevőket tartalmaz, köztük fehérjét, vitaminokat, szénhidrátokat, Ca, K, Mg, szitoszterint, sztigmaszterint, alkaloidokat, szaponinokat, tanninokat és flavonoidokat (maysin, metoxymaysin, apimaysin és luteolin származékok) [13,14,15]. Közülük a maysin diszacharidokhoz kötődő luteolint tartalmaz, és a kukorica fülesférgének növekedésgátlójaként ismert [16]. Nemrégiben arról számoltak be, hogy a kukoricaselyemben található maizinnak fiziológiai aktivitása van, például citotoxicitása és gyökfogó hatása a tumorsejtvonalakban [15,17]. Beszámoltak arról is, hogy a kukoricaselyemből izolált maysin antioxidáns és apoptotikus aktivitás révén neuroprotektív hatást fejt ki [18], és immunmodulátorként működik az egér makrofág RAW 264,7 sejtjeiben [19].

A WHO az elhízást a testzsír túlzott felhalmozódásaként határozza meg, és arról számolt be, hogy a 18 éven felüli felnőttek 39% -a világszerte túlsúlyos, 2014-ben 13% -os elhízási arány [20]. KNHANES szerint Koreában az elhízás aránya a 19 év feletti felnőtteknél 1998-ban 26,0% volt, de 31-32% -ra nőtt, és az elmúlt 7 évben fenntartotta ezeket az arányokat [21]. Az elhízás fontos közegészségügyi problémává vált, és olyan egészségi állapotokkal társul, mint a cukorbetegség, a szív- és érrendszeri betegségek, a magas vérnyomás, a rák, a várható élettartam csökkenése, valamint a rossz kognitív képesség és a motoros kontroll [22,23,24]. A táplálkozás-kezelésben most nagyon fontos cél a normális testtömeg fenntartása és a túlzott zsírfelhalmozódás gátlása.

A testzsír felhalmozódásának csökkentése érdekében el kell gátolni az adipocita differenciálódást a zsírszövetben. A zsírfelhalmozódás csökkentése érdekében szintén szükség van a lipogenezis gátlására és a lipolízis fokozására a zsírszöveten kívüli más szövetekben. Az adipocita differenciálódással kapcsolatos transzkripciós tényezők közé tartozik a CCAAT/enhancer kötő fehérje-a, β (C/EBP-α, β) és a peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor-y (PPAR-γs) [25]. A differenciálódás-36 (CD-36) és az aktiváló protein-2 (AP-2) csoportjai kulcsfontosságú fehérjék, amelyek szerepet játszanak a zsírsav felvételének szabályozásában a zsírszövetben [26], valamint az acetil-CoA karboxiláz1 (ACC) és a zsírsavszintáz ( FAS) kulcsfontosságú enzimek a zsírsavszintézisben [27]. A szterint szabályozó elemhez kötődő protein-1c (SREBP-1c) szabályozza az olyan enzimek expresszióját, mint a triglicerid szintézisben részt vevő FAS, ACC, ATP-citrát-liáz (ACL) és almasav-enzim (ME) [28]. Úgy gondolják, hogy az AMP-aktivált protein-kináz (AMPK) gátolja a triglicerid szintézist azáltal, hogy gátolja az olyan lipogenezis enzimek aktivitását, mint az FAS, valamint az SREBP-1c-n keresztüli transzkripciós szabályozást. Az is valószínű, hogy az AMPK az enzimek, például az ACC és a karnitin-palmitoil-transzferáz 1 (CPT1) aktiválásával elősegíti a zsír oxidációját [29].

Vizsgálatokat végeztek a kukorica selyemkivonat elhízás elleni hatásaival kapcsolatban [30]. A kukorica selyemkivonat hatása a lipolízissel, lipogenezissel és triglicerid szintézissel kapcsolatos gének mRNS expressziós szintjére azonban nem ismert. Így ezt a vizsgálatot a magas maysin tartalmú kukorica selyemkivonat elhízás elleni hatásának és mechanizmusának vizsgálatára végezték magas zsírtartalmú étrenddel etetett kísérleti állatokban.

ANYAGOK ÉS METÓDUSOK

Állatok és tanulmányterv

Kísérleti állatok esetében 30 hím C57BL/6J egeret vásároltunk, 4 hetesek, és randomizált blokk-konstrukció alapján három súlycsoportra osztottuk őket: normál-zsíros csoport (NF-csoport, n = 10), magas zsírtartalmú csoport ( HF-csoport, n = 10) és magas zsírtartalmú kukoricaselyem-csoport (HFCS, n = 10). Kísérleti étrend készült AIN-93G alapján [31]; a normál zsírtartalmú étrend szójaolajként 7% zsírt (étrend-súlyra vonatkoztatva) tartalmazott, míg a magas zsírtartalmú étrend szójaolaj-olajként 7% -ot és zsírtartalmú zsírtartalmat 18% -ot tartalmazott, így összesen 25% zsírt (étrend-súly alapján) és 0,5% koleszterinszint (1. táblázat). Az NF-csoport normál zsírtartalmú étrendet, a HF-csoport magas zsírtartalmú étrendet, a HFCS-csoport pedig magas zsírtartalmú étrendet kapott, napi 100 mg/testtömeg-kg magas maysin kukorica selyemkivonat orális adagolásával. A magas maysin tartalmú kukoricaselyem kivonatot a Vidékfejlesztési Igazgatóság, az Országos Növénytudományi Intézet biztosította. Egy korábbi vizsgálatban a kukorica stigmák etanol-kivonatának (4000 mg/kg) fogyasztása mérgezés nélkül javította a cukorbetegség állapotát [13]. Ezenkívül azok a patkányok, amelyek 500 mg/kg magas maysin tartalmú kukorica selyemkivonatot 4 hétig tápláltak, nem mutattak toxicitást (az adatokat nem közöltük). Így ebben a vizsgálatban 100 mg/kg kukorica selyemkivonatot használtak fel, és biztonságosnak tekinthető.

Asztal 1

1) NF, normál kontrollcsoport; HF, magas zsírtartalmú étrendcsoport

2) Ásványi keverék (kg-onként): 357 g vízmentes kalcium-karbonát; egybázisú kálium-foszfát, 196 g; kálium-citrát-trikálium-monohidrát, 70,78 g; nátrium-klorid, 74 g: magnézium-oxid, 24 g; vas-citrát, 6,06 g; cink-karbonát, 1,65 g; 1,45 g nátrium-metaszilikát; mangán-karbonát, 0,63 g; réz-karbonát, 0,30 g; króm-kálium-szulfát, 0,275 g; bórsav, 81,5 mg; nátrium-fluorid, 63,5 mg; nikkel-karbonát, 31,8 mg; lítium-klorid, 17,4 mg; 10,25 mg vízmentes nátrium-szelenát; 10,0 mg kálium-jodát; ammónium-paramolibdát, 6,66 mg; porított szacharóz, 221,026 g.

3) Vitaminelegy (kg-onként): nikotinsav, 3,0 g; 1,6 g kalcium-pantotenát; 0,7 g piridoxin-HCl; tiamin-HCl, 0,6 g; riboflavin 0,6 g; folsav, 0,2 g; biotin, 0,02 g; B12-vitamin, 2,5 g; 15,0 g vitamin; A-vitamin, 0,8 g; D3-vitamin, 0,25 g; K-1-vitamin, 0,075 g; porított szacharóz, 974,655 g.

A magas maysin tartalmú kukoricaselyem extrakciós eljárását korábban leírták [32]. Röviden, a beporzatlan kukoricaselymet (Kwangpyeongok) összegyűjtöttük és pretanol A-val (C2H5OH, Duksan, Korea) extraháltuk. A kivont mintákat leszűrjük és csökkentett nyomáson bepároljuk. Az extrahált minták klorofillját, lipidjeit és szacharidjait metilén-kloriddal (CH2Cl2) eltávolítottuk, majd az extraktumokból származó aktív anyagot abszolút etanol hozzáadásával eluáltuk. Az extraktumokat vákuum-koncentrátorban teljesen megszárítottuk. A magas maysin tartalmú kukoricaselyem kivonat elkülönítése érdekében a szárított kivonatokat etanolban oldjuk, majd preparatív C18 kromatográf oszlopba injektáljuk (Büchi, Newcastle, DE).

Általában a kukoricaselyem maysin-tartalma a fajtól függően 5,2-230,5 mg/100 g [33]. Ebben a vizsgálatban azonban magas maysin tartalmú kukoricaselyem volt 2,78 g/100 g. Az NF és HF csoportok ugyanannyi desztillált vizet kaptak orálisan, mint a HFCS csoport. A kísérleti időszak 8 hét volt. Az étrend bevitelét hetente kétszer, a testtömegét pedig naponta egyszer mértük. Négy egeret műanyag ketrecben helyeztek el kondicionált helyiségekben (24 ± 1 ℃, 12 órás fény/12 órás sötét ciklus). Valamennyi kísérleti eljárás megfelelt a Dankook Egyetem állatkísérleti etikai bizottságának irányelveinek (Jóváhagyási kód: 15-025).

Mintakészítmények

12 órás éhgyomorra után az állatokat érzéstelenítettük, és fecskendővel vettük a vért a szívből. A májat, a szubkután zsírt, a bélzsírt, a vesezsírt és az epididymális zsírpárnákat feldarabolták, 0,9% -os NaCl-oldattal öblítették és lemérték. A májat és az epididimális zsírpárnákat -70 ° C-on tárolták fagyasztóban a génexpressziós elemzés előtt.

Teljes RNS izolálás, reverz transzkripció és valós idejű PCR

A teljes RNS-izolálás, a reverz transzkripció és a valós idejű PCR részletes módszereit az adipocita-differenciálódással, a trigliceridszintézissel és a zsír oxidációjával kapcsolatos gének mRNS-expressziójának mérésére a májban vagy az epididymális zsírpárnában a korábban leírtak szerint hajtottuk végre [34]. A teljes máj- vagy zsírszövet-RNS-t TRI-reagens (Sigma Aldrich, MO, USA) alkalmazásával izoláltuk a gyártó protokollja szerint. A valós idejű PCR-t a nemrégiben leírt módosított módszerrel hajtották végre [35]. A kísérletben mért gének a következők voltak: ACC-1, ACC-2, acil-CoA-oxidáz (ACO), AMPK, AP-2, C/EBP-α, C/EBP-β, CD-36, CPT-1, FAS, glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrpgenáz (GAPDH), glicerin-3-foszfát-aciltranszferáz-1 (GPAT-1), glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz (G6PDH), hormon-érzékeny lipáz (HSL), lipoprotein-lipáz (LPL), közepes acil-CoA dehidrogenáz (MCAD), piruvát dehidrogenáz kináz, izozim 4 (PDK4), PPAR-a, PPAR-y1, PPAR-y2, sztearoil-CoA deszaturáz-1 (SCD-1) és SREBP-1c. Minden alkalmazott előre/hátra alapozót a 2. táblázat mutat be. Az mRNS expresszióját Applied Biosystems StepOne Plus RT-PCR rendszerrel (Applied biosystems, CA, USA) elemeztük. A gén expressziójának többszörös különbségeit a 2-AΔTT módszerrel számoltuk az endogén kontroll génnel.

2. táblázat

ACC1; acetil-CoA-karboxiláz1, ACC2; acetil-CoA karboxiláz2, ACO; acil-CoA-oxidáz, AMPK; AMP-aktivált protein-kináz, AP-2; aktiváló fehérje -2, C/EBP-a; CCAAT/enhancer-kötő protein-a, C/EBP-p; CCAAT/enhancer-kötő protein-p, CD36; 36-os differenciálási klaszter, CPT-1; Karnitin-palmitoil-transzferáz-1, FAS; zsírsav-szintáz, GAPDH; glicerinaldehid-3-foszfát-dehidrogenáz, GPAT1; glicerin-3-foszfát-acil-transzferáz-1, G6PDH; glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz, HSL; Hormonérzékeny lipáz, LPL; lipoprotein lipáz, MCAD; közepes láncú acil-CoA dehidrogenáz, PDK4; piruvát-dehidrogenáz-kináz, izozim 4, PPAR-a; peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor, PPAR-y1; peroxiszóma proliferátor-aktivált receptor-y1, PPAR-y2; peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor-y2, SCD1; sztearoil-CoA deszaturáz-1, SREBP-1c; szterin szabályozó elem kötő fehérje-1c

Statisztikai analízis

A statisztikai elemzést a Statisztikai elemző rendszer szoftver (SAS Institute, Cary, NC, USA) segítségével végeztük. Az adatokat standard deviációs átlagként fejeztük ki, és a csoportok közötti statisztikailag szignifikáns különbségeket egyirányú ANOVA (varianciaanalízis) alkalmazásával értékeltük. A csoportok átlagai között statisztikailag szignifikáns különbségeket teszteltünk α = 0,05-nél Duncan többszörös tartományú tesztjeivel.