Cistanches Herba reduserer vektøkningen i diett-induserte overvektige mus med høyt fettinnhold, muligens gjennom mitokondriell frakobling

Kontakt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-post:audrey.hu@wecistanche.com

Hoi Shan Wong, Jihang Chen, Pou Kuan Leong, Hoi Yan Leung, Wing Man Chan, Kam Ming Ko

* Divisjon for livsvitenskap, Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong, Kina.

Abstrakt:

En semi-renset fraksjon isolert fraCistancherHerba(HCF1), ble tidligere funnet å indusere mitokondriell frakobling i H9c2-celler og i rottehjerter. Vi antok derfor at HCF1 ville gi en vekttapseffekt mot en høyfettdiett (HFD)-indusert fedme. For å teste denne hypotesen ble en musemodell av HFD-indusert fedme etablert og effekten av HCF1 på mus med normal diett (ND) og HFD-matet ble undersøkt. I studien ga langvarig HCF1-behandling en vektreduksjonseffekt mot HFD-indusert fedme hos hann- og hunnmus. HCF1-indusert vekttap var assosiert med forbedret insulinfølsomhet hos HFD-forede dyr. For å forstå virkningsmekanismen som ligger til grunn for vektreduksjonseffekten gitt av HCF1, ble dens effekter på mitokondriell frakobling undersøkt. En sammenlignende studie med kolestyramin (CT), et gallesyrebindende middel, ble også utført. Funnene viste at HCF1-indusert vekttap sannsynligvis ble mediert av økningen i energiforbruk, sannsynligvis via induksjon av mitokondriell frakobling i museskjelettmuskulatur. Derfor antyder funnene våre den potensielle bruken av HCF1 for å forhindre fedme og tilhørende helsekonsekvenser som diabetes, hjerte- og karsykdommer og metabolsk syndrom.

Nøkkelord: Cistanches Herba, Vektkontroll,Mitokondriell frakobling,Mitokondrielt frakoblingsprotein 3

cistanche tubolosa helsemessige fordeler

Chengdu Wecistanche produserer hovedsakelig Cistanche-produkter for et sunt liv.

Introduksjon

Fedme er preget av unormal akkumulering av fett i fettvev og andre organer som gir negative effekter på helsen. Nåværende funn indikerte at den stillesittende livsstilen og endringene i kostholdssammensetningen i velstående samfunn forårsaket en fedmeepidemi, med den samtidige økningen i forekomsten av ulike ikke-smittsomme fedme-relaterte kroniske sykdommer som metabolsk syndrom (Shi et al., 2012) . National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) utført i 2007 viste at den globale fedmeprevalensen var over 30 prosent, og den var forventet å øke med ytterligere 33 prosent i løpet av de neste to tiårene (Finkelstein et al., 2012). Utbruddet av fedme vil også skifte til de unge populasjonene, som reflektert av trendene i overvekt og fedme hos barn og ungdom (McTigue, Garrett, & Popkin, 2002). Disse funnene anslår den potensielle byrden på medisinsk behandling for fedme og de tilhørende helsekonsekvensene, noe som innebærer et umiddelbar behov for å kontrollere størrelsen på den overvektige befolkningen.

Håndteringen av fedme krever en langsiktig intervensjon og en tverrfaglig tilnærming. Gitt fedmeepidemien, har søket etter mulige ikke-terapeutiske og/eller terapeutiske intervensjoner vært et område med intensiv forskning. Strategien er hovedsakelig fokusert på etablering av energibalanse ved å øke energiforbruket eller redusere energiinntaket. Blant ulike tilnærminger som inkluderer kostholdserstatning, trening, hemming av intestinal absorpsjon og aktivering av det sympatiske nervesystemet, induksjon av mitokondriell frakobling, enten ved bruk av kjemisk frakobling eller ved induksjon av mitokondrielle frakoblingsproteiner (Cerqueira, Laurindo, & Kowaltowski, 2011; Clapham et al., 2000), er bevist å være et effektivt middel for vekttap (Clapham et al., 2000; Diehl & Hoek, 1999; Harper, Dickinson, & Brand, 2001; Li et al., 2000). Mitokondriell frakobling refererer til en prosess som forårsaker frakoblingen mellom de energigivende elektrontransportprosessene og fosforyleringen av ADP i mitokondriet. Ved å tilby en alternativ protonkonduktansvei, forårsaker mitokondriell frakobling spredning av protongradienten og en raskere oksygenforbruk (Brand et al., 2005). Under frakoblingstilstanden er reduksjonen i ATP-syntese assosiert med en reduksjon i mitokondriell membranpotensial, med den potensielle energien som er lagret i protongradienten som spres som varme. Denne fåfengte syklusen av protontransport forbruker en høy andel metabolsk energi i ulike vev, spesielt i skjelettmuskulaturen som forbruker rundt 20 prosent av den totale energien som genereres i metabolismen (Chan, Wei, Chigurupati, & Tu, 2010; Korshunov, Skulachev, & Starkoc , 1997). Moduleringen av mitokondriell protonlekkasje øker den basale metabolske hastigheten, som bidrar til en betydelig del av det daglige energiforbruket, med påfølgende økning i bruken av brenselmolekyler (som fettsyrer) og forårsaker derfor vekttap (Ricquier & Bouillaud, 2000) ).

Cistanches Herba, en tørket hel plante av Cistanche deserticola YC Ma, er en "Yang-forfriskende" styrkende urt i tradisjonell kinesisk medisin. Urten har også blitt brukt som sunn mat for behandling av nyresvikt i hundrevis av år i Kina. Våre nylige funn viste at en halvrenset fraksjon av Cistanches Herba (HCF1) induserte mitokondriell frakobling i H9c2-celler og i rottehjerter (Wong & Ko, 2013). Det ble også vist at langvarig HCF1-behandling (ved daglige doser på 1,14 og 11,4 mg/kg; 14 påfølgende dager) ga en frakoblingseffekt på mitokondrier isolert fra nyre og lever hos rotter, som indirekte bevist av reduksjonen i ATP-nivåer i disse. vev (upubliserte data). Gitt at induksjon av mitokondriell frakobling er et effektivt middel for vekttap (Clapham et al., 2000; Diehl & Hoek, 1999; Harper et al., 2001; Li et al., 2000), antok vi at HCF1 også ville produsere mitokondriell frakobling i skjelettmuskulatur, med resulterende vektreduksjon. For å teste hypotesen ble det etablert en musemodell av høy-fett diett (HFD)-indusert fedme og effekten av HCF1 på en normal diett (ND)-matet og HFD-matet mus ble undersøkt. I tillegg ble det også utført en sammenlignende studie mellom effekten av HCF1 og et gallesyrebindende middel kolestyramin (CT) (Chen et al., 2010; Yamato et al., 2012) for å karakterisere vektreduksjonseffekten som HCF1 gir.

cistanche stamme

2. Materialer og metoder

2.1. Urteutvinning

Cistanches Herba, den tørkede hele planten til Cistanches deserticola YC Ma (Orobanchaceae), ble kjøpt fra en lokal urteforhandler (Lee Hoong Kee). Urten ble autentisert av leverandøren og et kupongprøve (HKUST00301) ble deponert i Division of Life Science, Hong Kong University of Science and Technology (HKUST). Cistanches Herba etanolekstrakt ble oppnådd ved etanolekstraksjon av malt urtemateriale ved oppvarming under tilbakeløp ved 78 grader i 2 timer, som tidligere beskrevet (Leung & Ko, 2008), med utbytte på 14 prosent (vekt/vekt). Ekstraktet ble ytterligere fraksjonert ved bruk av silikagelkromatografi (Wong & Ko, 2013). HCF1, med ekstraksjonsutbyttet på 1,14 prosent, ble oppnådd. Ekstraktet ble tørket ved å fordampe løsningsmidlet under redusert trykk ved 50 grader, og det tørkede ekstraktet ble lagret ved -20 grader inntil bruk.

2.2. Kjemikalier

Bio-Rad assay reagens ble kjøpt fra Bio-Rad Laboratories (Richmond, CA, USA). LabAssay™ Triglyceride (290-63701), LabAssay™ Kolesterol (294-65801) og HDL-Cholesterol E testsett (431-52501) ble kjøpt fra Wako (Osaka, Japan). Anti UCP3 (E-18) antistoff (katalog # sc-31387) ​​ble kjøpt fra Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, USA). Alle andre kjemikalier ble kjøpt fra Sigma (St. Louis, MO, USA).

2.3. Dyrepleie

ICR-mus (8 uker; 30–35 g for hanner og 25–30 g for hunner) ble holdt under en 12- timers mørke/lys-syklus i et luft/fuktighetskontrollert rom ved ca. 22 grader og tillot mat og vann ad libitum i dyre- og planteomsorgen (APCF) på HKUST. Alle eksperimentelle prosedyrer ble godkjent av Forskningspraksisutvalget (HKUST) (Dyreprotokollgodkjenning nr. 2013049; godkjent dato: 25. september 2013; eksperimentets varighet: 3 år).

cistanche levetidsforlengelse

2.4. Behandlingsprotokoll

For å undersøke effekten av HCF1 på HFD-indusert fedme, ble ICR-hann- eller hunnmus tilfeldig tildelt åtte grupper, med 10–15 mus i hver: (1) Normal diett (ND, 13 prosent energi fra fett) kontroll; (2) ND pluss lav dose HCF1 (HCF1 L) (ved en daglig dose på 1,5 mg/kg); (3) ND pluss middels dose av HCF1 (HCF1 M) (ved en daglig dose på 15 mg/kg); (4) ND pluss høy dose av HCF1 (HCF1 H) (ved en daglig dose på 45 mg/kg); (5) HFD (60 prosent energi utledet fra fett; kjøpt fra Research Diet Inc., produktnr. D12492) kontroll; (6) HFD pluss HCF1 L; (7) HFD pluss HCF1M; og (8) HFD pluss HCF1 H. Ettersom kjønnsforskjeller i responsen overfor kostholdsinduserte kroppsvektsendringer og vektreduksjonsintervensjoner ble rapportert hos rotter og mennesker (Rodriguez & Palou, 2004; Rodriguez, Quevedo-Coli, Roca, & Palou, 2001), var vi interessert i å undersøke effekten av HCF1 på både hann- og hunnmus. Dosene av HCF1 ble avledet fra dens effektive doser for å indusere mitokondriell frakobling av rottehjerter (Wong & Ko, 2013). I HCF1-sambehandlingsgrupper ble mus administrert intragastrisk med HCF1, 5 dager per uke i 8 uker (dvs. 40 doser). Kontrollmus mottok bare bærer (olivenolje). Kroppsvekten og matforbruket til musene ble overvåket ukentlig i løpet av eksperimentet. Endringene i kroppsvekt ble kvantifisert ved å beregne arealet under kurven (AUC) av grafen som plottet prosent innledende kroppsvekt mot tid (uke 1–8) og uttrykt i vilkårlige enheter. Blodprøver ble tatt 24 timer etter siste dosering med HCF1 fra nattfaste, fenobarbitalbedøvede mus ved hjertepunktur. Musene ble deretter ofret ved cervikal dislokasjon. Prøver av gastrocnemius muskel ble skåret ut for videre biokjemisk analyse. Fettputer (gonadealt, retroperitonealt og mesenterisk fett) ble dissekert og veid. Forholdet mellom en bestemt fettputevekt og kroppsvekt ble estimert og uttrykt som fettputeindeks. For å undersøke effekten av CT på HFD-matede overvektige hannmus, ble hannmus administrert intragastrisk med CT (suspendert i vann) i en daglig dose på 300 mg/kg.

2.5. Prøveforberedelser

Plasmaprøver, skjelettmuskelhomogenater (kjernefri fraksjon) og skjelettmuskelmitokondrier ble oppnådd som beskrevet tidligere (Leong et al., 2013).

2.6. Biokjemisk analyse

2.6.1. Plasmaglukose og lipidinnhold

Plasmaglukosenivåer ble målt med et glukose (heksokinase) analysesett (Sigma, St. Louis, MO, USA). Mengden glukose ble vurdert ved tilsetning av en reaksjonsblanding inneholdende 1,5 mM NAD, 1.0 mM ATP, 1.0 enhet/ml heksokinase og 1.0 enhet/ ml glukose-6-fosfatdehydrogenase. Absorbansendringer ved 340 nm ble overvåket spektrofotometrisk av Victor V3 Multi-Label Counter (Perkin Elmer, Santa Clara, CA, USA).

Plasma triglyserid (TG), total kolesterol (TC) og høydensitet lipoprotein-kolesterol (HDL) nivåer ble målt ved bruk av analysesett: TG: LabAssayTM Triglyceride, TC: LabAssayTM Kolesterol; HDL-C: HDL-kolesterol E testsett. TG-, TC- og HDL-innholdet ble vurdert ved å tilsette kromogenreagensene levert av de tilsvarende analysesettene. Absorbansendringer ved 600 nm ble overvåket (Siddiqua, Hamid, Ar-Rashid, Akther, & Choudhuri, 2010). Low-density lipoprotein-kolesterol (LDL) nivå ble estimert ved Friedewalds formel:

LDL= TC-( HDL pluss TG/5)

2.6.2. Fosfofruktokinase (PFK) aktivitet i skjelettmuskulatur

PFK-aktiviteten ble vurdert ved å blande en reaksjonsblanding inneholdende 1 mM fruktose-6-fosfat, 1 mM ATP, 0,5 mM NADH, 2 mU/ml aldolase, 2 mU/ml triosefosfatisomerase, 2 mU /ml glycerofosfatdehydrogenase i analysebufferen (50 mM Tris-HCl, 5 mM MgCl2, 5 mM (NH4)2SO4, pH 7,4) med den kjernefrie fraksjonen (50 ug protein/ml) av skjelettmuskulaturen i et siste volum av 200 μL. NADH-oksidasjon ble deretter målt ved å overvåke absorbansendringene ved 340 nm (Coelho, Costa, & Sola-Penna, 2007).

2.6.3. Sitratsyntase (CS) aktivitet

En reaksjonsblanding for måling av CS-aktivitet ble fremstilt ved å blande {{0}}.1 M Tris-buffer (pH 8.0), 0.058 mM acetyl -CoA, og 0,1 mM 5,5'-ditiobis-(2-nitrobenzosyre) (DTNB). Reaksjonen ble initiert ved tilsetning av oksalacetat (sluttkonsentrasjon: 0,5 mM). Absorbans ved 412 nm ble registrert hvert 30. sekund ved 30 grader i 3 minutter (Carter, Rennie, Hamilton, & Tarnopolsky, 2001; Holloway, Bonen, & Spriet, 2009).

cistanche tubolosa helsemessige fordeler

2.6.4. -hydroksyacyl-koenzym A dehydrogenase (-HAD) aktivitet

-HAD-aktivitet ble målt ved å blande reaksjonsblandingen inneholdende 100 μM acetoacetyl-CoA og 100 μM -NADH i analysebuffer (100 mM kaliumfosfatbuffer med 2 mM etylendiamintetraeddiksyre (EDTA), pH 7,3). Absorbansendringene ved 340 nm ble overvåket ved 30 grader i 2 minutter (Holloway et al., 2006).

2.6.5. Karnitin palmitoyltransferase (CPT) aktivitet

Vurderingen av CPT-aktivitet var basert på CPT-katalysert produksjon av CoA-SH fra palmityl-CoA. Reaksjonen ble initiert ved å tilsette L-karnitin (fiendelig konsentrasjon 6 μM) til reaksjonsblandingen (16 mM Tris, 2,5 mM EDTA, 2 mM DTNB og 50 μM palmitoyl-CoA, pH 8,0). Absorbansen ved 412 nm ble overvåket ved 30 grader i 180 s. Den millimolare ekstinksjonskoeffisienten på 13,6 mM−1 cm−1 for 5'-tio-2-nitrobenzoat (sluttprodukt) ble brukt for å estimere enzymaktivitet. En enhet CPT-aktivitet er definert som mengden enzym som katalyserer frigjøringen av 1 nmol CoA-SH på 1 min (Karlic, Lohninger, Koeck, & Lohninger, 2002).

2.6.6. Mitokondriell respirasjon

Respirasjonshastighetene i mitokondrier isolert fra museskjelettmuskulatur ble bestemt som beskrevet av Wong og Ko (2013). Kort fortalt ble mitokondriell respirasjon målt polarografisk av en Clark-type elektrode (Hansatech Instruments, Norfolk) ved 30 grader. Mitokondriell fraksjon (1 mg protein/ml) ble inkubert i respirasjonsbufferen (30 mM KCl, 6 mM MgCl2, 75 mM sukrose, 1 mM EDTA, 20 mM KH2PO4, pH 7,0). Substratløsning inneholdende 15 mM natriumpyruvat og 5 mM natriummalat ble tilsatt. Etter ekvilibrering ble respirasjon i tilstand 3 initiert ved tilsetning av ADP (sluttkonsentrasjon 0,6 mM). Når alt tilsatt ADP ble brukt opp for ATP-generering, ble oligomycin tilsatt for å indusere tilstand 4-respirasjon. Respirasjonskontrollforholdet (RCR) ble estimert ved å beregne forholdet mellom tilstand 3 og tilstand 4 respirasjonsfrekvenser (Jiang et al., 2009).

2.6.7. UCP3 uttrykk

UCP3-nivået ble estimert ved Western blot-analyse ved bruk av anti-UCP3 (E-18) antistoff etter SDS-PAGE-analyse av mitokondriefraksjonen, ved bruk av en separerende gel av 10 prosent akrylamid. Mitokondrielle fraksjoner isolert fra museskjelettmuskulatur (100 g) ble lastet og cytokrom c-oksidase (COX) ble brukt som en markør for referanse. De immunfargede proteinbåndene ble analysert ved densitometri (Quantiscan, Biosoft, Cam bridge, GB, Storbritannia), og mengdene (vilkårlige enheter) av UCP3 ble normalisert med referanse til COX-nivå (vilkårlige enheter) i prøven.

2.7. Proteinanalyse

Proteinkonsentrasjonen ble bestemt ved å bruke et Bio-Rad proteinanalysesett. Proteinkonsentrasjonen ble bestemt fra en kalibreringskurve ved bruk av bovint serumalbumin (BSA) som standard.

2.8. Statistisk analyse

Alle data ble uttrykt som gjennomsnitt ± standard feil av gjennomsnittet (SEM) med mindre annet er spesifisert. Data ble analysert ved enveis variansanalyse (enveis ANOVA) og forskjellen mellom grupper ble oppdaget ved Tukey-områdetest når p <>

Cistanche herba

3. Resultater

3.1. Effekter av HCF1 på kroppsvekt hos ND-fôrede og HFD-fôrede mus

ND-diettfôring forårsaket en liten økning i kroppsvekt (med henholdsvis 13 prosent og 10 prosent) hos hann- og hunnmus i løpet av 8-ukeeksperimentet (fig. 1a). HFD fremskyndet økningen i kroppsvekt, med graden av stimulering på henholdsvis 269 prosent og 320 prosent hos hann- og hunnmus sammenlignet med de respektive ND-dyrene (fig. 1a). Endringene i kroppsvekt i løpet av 8-ukeeksperimentet ble kvantifisert og uttrykt i vilkårlige enheter. HCF1-behandling undertrykte fullstendig kroppsvektøkningen hos ND-matede hannmus (fig. 1b). HCF1-behandling undertrykte også doseavhengig kroppsvektøkningen hos HFD-matede mus, med inhiberingsgraden på henholdsvis 100 prosent og 61 prosent ved 45 mg/kg hos både hann- og hunnmus (fig. 1b). Ingen signifikant endring i matforbruket ble observert ved HFD-fôring og/eller HCF1-sambehandlinger sammenlignet med ubehandlede ND-matede mus (data ikke vist).

Fig. 1 – Effekter av HCF1 på kroppsvektsendringer hos ND-fôrede og HFD-fôrede mus. Kroppsvekten ble overvåket ukentlig i løpet av 8-ukeeksperimentet. (a) Tidsforløpet for kroppsvektsendringer ble analysert med en ANOVA med blandet design, og forskjellen mellom grupper ble oppdaget av Tukey-rekkeviddetesten. Data ble uttrykt i prosent kontroll med hensyn til den respektive opprinnelige kroppsvekten. (b) Kroppsvektsendringene ble kvantifisert som beskrevet i Materialer og metoder. Data ble uttrykt i prosent kontroll med hensyn til ND-kontrollen [kontroll AUC-verdi (vilkårlig enhet): hann=777.6 ± 10.4; hunn {{10}}.0 ± 8,0]. Oppgitte verdier er gjennomsnitt ± SEM, med n=15. * Vesentlig forskjellig fra ND-kontrollen; # Signifikant forskjellig fra HFD-kontrollen (p <>

3.2. Effekter av HCF1 på fettputeindekser hos ND-matede og HFD-matede mus

Effektene av HCF1 på fettakkumulering ble også undersøkt. HFD induserte signifikante økninger i subkutane og viscerale fettindekser hos hannmus (henholdsvis 346 prosent og 325 prosent) og hunnmus (med henholdsvis 248 prosent og 257 prosent) (fig. 2). Mens HCF1-behandling ikke ga noen effekt på subkutant og visceralt fett hos ND-matede mus, var evnen til HCF1 til å hemme den HFD-induserte økningen i kroppsvekt assosiert med reduksjonen i kroppsfettmassen, som indikert av reduksjoner i begge subkutant og visceralt fett hos HFD-matede hannmus (med henholdsvis 42 prosent og 49 prosent ved 45 mg/kg) og i visceralt fett hos HFD-matede hunnmus (med 53 prosent, ved 45 mg/kg) (fig. 2) .

Fig. 2 – Effekter av HCF1 på fettputeindekser hos ND-fôrede og HFD-fôrede mus. Massen av subkutant fett og visceralt fett ble målt som beskrevet i Materialer og metoder. Data ble uttrykt i prosent kontroll med hensyn til ND-kontrollen. Oppgitte verdier er gjennomsnitt ± SEM, med n=15. * Vesentlig forskjellig fra ND-kontrollen; # Betydelig forskjellig fra HFD-kontrollen (p <>

3.3. Effekter av HCF1 på plasmaglukose og lipidinnhold i ND-fôrede og HFD-fôrede mus

HCF1-behandling endret ikke plasmaglukose og lipidinnhold i ND-matede hann- og hunnmus (fig. 3). HFD-mating forårsaket en betydelig økning i plasmaglukosenivået (med henholdsvis 39 prosent og 29 prosent) hos hann- og hunnmus sammenlignet med den respektive ND-kontrollen (fig. 3a). HCF1 H reverserte den HFD-induserte økningen i plasmaglukosenivå (med henholdsvis 41 og 64 prosent) hos hann- og hunnmus (fig. 3a). HFD økte også signifikant plasma TG-nivåer (med henholdsvis 38 og 53 prosent) hos hann- og hunnmus, sammenlignet med den respektive ND-kontrollen (fig. 3b). HCF1 L og HCF1 M hemmet signifikant den HFD-induserte økningen i plasma-TG-nivåer hos HFD-matede hannmus (henholdsvis 135 og 192) og hunnmus (med henholdsvis 103 og 146 prosent) (fig. 3b). HCF1 H forårsaket en signifikant økning i plasma TG-nivå (med 21 prosent) hos HFD-matede hunnmus sammenlignet med den ubehandlede HFD-kontrollen (fig. 3b). I tillegg til plasma-TG ble det også observert signifikante økninger i plasma-TC-nivåer etter HFD-fôring, med omfanget av økninger på henholdsvis 73 prosent og 100 prosent hos hann- og hunnmus (fig. 3c). Økningen i plasma TC-nivå var assosiert med en signifikant reduksjon i plasma HDL/LDL-forhold i både HFD-matede hannmus (med 29 prosent) og hunnmus (med 49 prosent) (fig. 3d). HCF1 M og HCF1 H reduserte den HFD-induserte økningen i plasma TC-nivå hos HFD-matede hannmus, med en samtidig økning i plasma HDL/LDL-forholdet (med henholdsvis 255 prosent og 212 prosent), sammenlignet med ubehandlet HFD kontroll (fig. 3c og 3d). HCF1 L og HCF1 M undertrykte den HFD-induserte økningen i plasma TC-nivå (med henholdsvis 22 prosent og 32 prosent) hos hunnmus, uten at det ble observert noen endring i plasma HDL/LDL-forholdet (fig. 3c og 3d).

Fig. 3 – Effekter av HCF1 på plasmaglukose og lipidinnhold i ND-fôrede og HFD-fôrede mus. Plasmaglukose, TG og TC-nivå ble målt som beskrevet i Materialer og metoder. Data ble uttrykt i prosent kontroll med hensyn til ND-kontrollen [kontrollplasmaglukosenivå (mg/dL): hann=91.1 ± 3.3, kvinnelig=86.0 ± 2.3; kontroll plasma TG-nivå (mg/dL): hann=52.0 ± 1,7, hunn=95,8 ± 4,1; kontrollplasma TC-nivå (mg/dL): hann {{20}},8 ± 4,3, hunn=118,6 ± 5,4]. Oppgitte verdier er gjennomsnitt ± SEM, med n=15. * Betydelig forskjellig fra ND-kontrollen; # Signifikant forskjellig fra HFD-kontrollen (p <>

3.4. Effekter av HCF1 på hepatisk lipidinnhold i ND-fôrede og HFD-fôrede mus

HCF1-behandling endret ikke hepatisk TG- og TC-nivå i ND-matede mus (fig. 4). Forbruket av HFD økte signifikant hepatiske TG-nivåer (med henholdsvis 108 prosent og 135 prosent) hos hann- og hunnmus, sammenlignet med den respektive ND-kontrollen (fig. 4a). HCF1 H, på den ene siden, undertrykte den HFD-induserte økningen i hepatisk TG-nivå (med 54 prosent) hos hannmus, sammenlignet med den ubehandlede HFD-kontrollen (fig. 4a). På den annen side økte HCF1 H hepatisk TG-nivå ytterligere (med 14 prosent) hos HFD-matede hunnmus, sammenlignet med den respektive ubehandlede HFD-kontrollen (fig. 4a). HFD forårsaket også betydelige økninger i hepatiske TC-nivåer (med henholdsvis 48 prosent og 26 prosent) hos hann- og hunnmus (fig. 4b). Mens HCF1 L og HCF1 H signifikant undertrykte den HFD-induserte økningen (med henholdsvis 42 og 44 prosent) i hepatiske TC-nivåer hos HFD-matede hannmus, kunne bare HCF1 H gi en lignende effekt på HFD-matede hunnmus, med grad av inhibering er 62 prosent (fig. 4b).

Fig. 4 – Effekter av HCF1 på hepatisk lipidinnhold i ND-matede og HFD-matede mus. Hepatiske TG- og TC-nivåer ble målt som beskrevet i Materialer og metoder. Data ble uttrykt i prosent kontroll med hensyn til ND-kontrollen [kontroll hepatisk TG-nivå (g/mg protein): hann=31.7 ± 1.6, kvinnelig=38.5 ± 1.7; kontroll hepatisk TC-nivå (g/mg protein): hann=12.8 ± 0.4, kvinnelig=17.9 ± 1.2]. Oppgitte verdier er gjennomsnitt ± SEM, med n {{20}}. * Vesentlig forskjellig fra ND-kontrollen; # Signifikant forskjellig fra HFD-kontrollen (p <>

3.5. Effekter av HCF1 på metabolske enzymaktiviteter i skjelettmuskulatur isolert fra ND-fôrede og HFD-fôrede mus

HCF1-behandling stimulerte PFK-aktiviteten i skjelettmuskulaturen til enten ND-matede hann- eller hunnmus, med effekten på hannmus som var mer fremtredende (55 prosent vs 20 prosent økning ved 45 mg/kg) (fig. 5a). Forbruket av HFD forårsaket betydelige undertrykkelser i PFK-aktivitet (med henholdsvis 16 prosent og 17 prosent) hos hann- og hunnmus (fig. 5a). HCF1 H reverserte den HFD-induserte undertrykkelsen av PFK-aktivitet (med henholdsvis 153 prosent og 100 prosent) hos HFD-matede hann- og hunnmus (fig. 5a). Både HFD- og HCF1-behandling ga ingen detekterbare effekter på CS-aktiviteten i skjelettmuskulaturen til hann- eller hunnmus sammenlignet med den respektive ubehandlede ND-kontrollen (fig. 5b). HCF1 ga ingen effekt på -HAD-aktiviteten til skjelettmuskulaturen til ND-matede hann- eller hunnmus (fig. 5c). HFD-mating stimulerte -HAD-aktiviteten (med henholdsvis 47 og 21 prosent) hos hann- og hunnmus sammenlignet med den ubehandlede ND-kontrollen (fig. 5c). HCF1, ved alle testede doser, hemmet signifikant den HFD-induserte stimuleringen i -HAD-aktivitet hos hannmus, med graden av inhibering på 62 prosent sammenlignet med den ubehandlede HFD-kontrollen (fig. 5c). HCF1-behandling ga ingen signifikante endringer i -HAD-aktivitet i ND-matede og HFD-matede hunnmus (fig. 5c). Mens HCF1 H forårsaket en signifikant reduksjon i CPT-aktiviteten (med 16 prosent) av skjelettmuskulaturen hos ND-matede hannmus (fig. 5d), økte HCF1 L og HCF1 M signifikant CPT-aktiviteten med 24 prosent og 22 prosent hos ND-matet hunnmus sammenlignet med ND-kontrollen (fig. 5d). HFD-fôring økte også CPT-aktiviteten (med henholdsvis 13 prosent og 18 prosent) hos hann- og hunnmus. HCF1 reverserte den HFD-induserte økningen i CPT-aktivitet, med undertrykkelsesgraden på 72 prosent hos hannmus (ved alle testede doser) og 100 prosent hos hunnmus (HCF1 L) (fig. 5d).

Fig. 5 – Effekter av HCF1 på metabolske enzymaktiviteter i skjelettmuskulatur isolert fra ND-fôrede og HFD-fôrede mus. Skjelettmuskel PFK, CS, -HAD og CPT aktiviteter ble målt som beskrevet i Materialer og metoder. Data ble uttrykt i prosent kontroll med hensyn til ND-kontrollen [kontroll PFK-aktivitet (mU/mg protein): hann=19.5 ± 1.1, kvinnelig=14.1 ± 0.7 ; kontroll CS-aktivitet (mU/mg protein): hann=30,6 ± 1,3, hunn=36,8 ± 3,6; kontroll -HAD aktivitet (mU/mg protein): hann=13.5 ± 0.6, kvinnelig=16.8 ± 0.6; kontroll CPT-aktivitet (mU/mg protein): hann {{30}}.0 ± 0.3, hunn=3.0 ± { {39}}.1]. Oppgitte verdier er gjennomsnitt ± SEM, med n=15. * Betydelig forskjellig fra ND-kontrollen; # Signifikant forskjellig fra HFD-kontrollen (p <>

3.6. Effekter av HCF1 på mitokondriell RCR i museskjelettmuskulatur

HFD ga ingen påvisbar effekt på mitokondriell RCR i museskjelettmuskulatur (fig. 6). HCF1-behandling-indusert mitokondriell frakobling i museskjelettmuskulatur, som vist ved betydelige reduksjoner i mitokondriell RCR hos både ND-matet (61–69 prosent hos menn; 66 prosent hos kvinner) og HFD-matet (73–78 prosent hos menn; 67 –70 prosent hos hunnmus, sammenlignet med de respektive ubehandlede dyrene (fig. 6).

Fig. 6 – Effekter av HCF1 på mitokondriell RCR i skjelettmuskulatur hos ND-matede og HFD-matede hann- og hunnmus. Mitokondriell RCR ble målt som beskrevet i Materialer og metoder. Data ble uttrykt i prosent kontroll med hensyn til ND-kontrollen. Oppgitte verdier er gjennomsnitt ± SEM, med n=15. * Vesentlig forskjellig fra ND-kontrollen; # Betydelig forskjellig fra HFD-kontrollen (p <>

3.7. Effekter av HCF1 på UCP3-ekspresjon i mitokondrier isolert fra museskjelettmuskulatur

Effektene av HCF1 på UCP3-ekspresjon ble også undersøkt for å utforske mulig involvering av mitokondriell frakobling i HCF1-indusert vekttap. En 2-ukers behandling av HCF1 H økte signifikant UCP3-nivået i mitokondrier isolert fra museskjelettmuskulatur hos hannmus, med graden av stimulering på 67 prosent sammenlignet med den ubehandlede kontrollen (fig. 7).

Fig. 7 – Effekter av HCF1 på UCP3-ekspresjon i mitokondrier isolert fra museskjelettmuskulatur. Hannmus ble administrert intragastrisk med HCF1 H i 14 påfølgende dager. Mitokondrier ble isolert som beskrevet i Materialer og metoder, og UCP3-ekspresjonen ble målt ved Western blot-analyse. Data ble kvantifisert og uttrykt i prosent kontroll med hensyn til den ubehandlede kontrollen. Oppgitte verdier er gjennomsnitt ± SEM, med n=4. * Vesentlig forskjellig fra den ubehandlede kontrollen.

3.8. Sammenligninger mellom HCF1 og CT på deres effekter på ND-fôrede og HFD-fôrede mus

For bedre å forstå mekanismen som ligger til grunn for vektreduksjonseffekten gitt av HCF1, ble effekten av CT, en gallesyrebinder, på ND-matede og HFD-matede hannmus også studert. Både CT og HCF1 hemmet fullstendig den ND-induserte vektøkningen i løpet av 8-ukers løpet av eksperimentet. Begge behandlingene ga også undertrykkende effekter på den HFD-induserte økningen i kroppsvekt, visceral fettindeks, plasmaglukose/TG/TC samt hepatisk TG/TC-nivå, med effekten av CT som mer fremtredende (tabell 1). I motsetning til HCF1, som økte plasma HDL/LDL-forholdet bare hos HFD-matede mus, økte CT signifikant plasma HDL/LDL-forholdet hos både ND-matede og HFD-matede mus (med henholdsvis 58 prosent og 17 prosent ), sammenlignet med den respektive ubehandlede ND-kontrollen (tabell 1). I tillegg, mens HCF1 økte PFK-aktiviteten i skjelettmuskulaturen til både ND-fôrede (54 prosent ) og HFD-fôrede (14 prosent ) hannmus sammenlignet med den ubehandlede ND-kontrollen, ga CT ingen påvisbar effekt i ND-fôrede mus og kunne bare gjenopprette den HFD-induserte reduksjonen i PFK-aktiviteten til kontrollverdien til ND-matede mus (tabell 1). Både CT- og HCF1-behandlinger reverserte den HFD-induserte økningen i -HAD (med henholdsvis 61 prosent og 60 prosent) og CPT (med henholdsvis 122 prosent og 72 prosent) aktiviteter hos hannmus (tabell 1). Mens HCF1 induserte mitokondriell frakobling, som vist ved betydelige reduksjoner i mitokondriell RCR-verdi i både ND- og HFD-matede hannmus, ga CT ingen påvisbar effekt på mitokondriell frakobling (tabell 1).

For mer informasjon, klikk her for å få del II

Fra: 'Cistanches Herba reduserer vektøkningen hos diett-induserte overvektige mus med høyt fettinnhold, muligens gjennom mitokondriell frakobling' avHoi Shan Wong et al.

---journal of functional foods 10 (2014) 292–304