膳食补充甲基供体L‐蛋氨酸可改变Ⅱ型糖尿病的表观遗传修饰

20191001 周二 膳食补充甲基供体L‐蛋氨酸可改变Ⅱ型糖尿病的表观遗传修饰 Molecular

20191001 周二

膳食补充甲基供体L‐蛋氨酸可改变Ⅱ型糖尿病的表观遗传修饰

Molecular Nutrition & Food Research.(IF:4.71,2区)

推荐人|刘子华(中南林业科技大学)

内容介绍

●研究背景

饮食和营养的不均衡会增加患糖尿病和肥胖等代谢紊乱疾病的风险,这可能进一步导致各种继发性并发症,如心肌病、肾病,甚至肝癌。营养摄入失衡可导致线粒体合成发生异常、胰岛素信号传导受损、游离脂肪酸合成和单碳代谢(OCM)改变等,进而影响调控糖脂代谢的各种基因的转录。

有研究显示,OCM和同型半胱氨酸代谢在Ⅱ型糖尿病(T2DM)患者身上发生了改变。OCM在肝脏脂质平衡中起着重要作用,它涉及三个重要的途径:叶酸循环、蛋氨酸循环和反硫化途径。各种糖尿病动物模型的研究表明,T2DM患者肝脏DNA甲基转移酶1(DNMT1)表达增加,而DNMT1的活性受L‐蛋氨酸(L-Met)代谢产物的严格调控。针对多种代谢性疾病中L-Met补充的文献,作者设计了体内实验,研究L-Met补充在高脂饮食(HFD)与低剂量链脲霉素(STZ,动物实验中,能损害胰岛β细胞)诱导的T2DM动物中的作用。

●研究方法

采用高脂饲料和低剂量链脲佐菌素诱导雄性大鼠糖尿病。这些大鼠被培养在标准的环境条件下(温度25±2℃,湿度50±10%,昼夜循环12小时),随食随水。喂食正常颗粒饲料(正常对照)或HFD (58% kcal of fat) ,培养四周。第四周末,HFD组动物注射低剂量STZ。再培养两周后分别测定空腹血糖、甘油三酯和胆固醇的含量。空腹血糖水平≥15mmol L -1的动物认为患糖尿病。

之后,这些雄性大鼠被随机分成五组:

正常对照组(对照;n = 5);

L-Met组(L-Met;n = 5);

HFD+低剂量STZ诱导Ⅱ型糖尿病组(T2DM;n = 7);

T2DM+L-Met组(Ⅱ型糖尿病+ L-Met;n = 7);

二甲双胍治疗T2DM组 (MF;口服300 mg kg -1;n = 7)。

L -Met组和T2DM+L-Met组作为膳食补充剂组,额外服用4.5g/kg的L-Met。L-Met-S和二甲双胍治疗组培养16周。

●研究结果

1.长期补充L-Met可改善糖尿病动物的代谢和形态学参数、肝肾功能。

2.补充L-Met可以提高葡萄糖耐量和胰岛素水平。

3.补充L-Met改善了T2DM对肝组织的组织学改变。

4.补充L-Met和用二甲双胍治疗阻止了由糖尿病引起的DNMT1表达增加。

5.补充L-Met可增加关键代谢通路p-AMPK和SIRT1在糖尿病条件下的表达。

6.补充L-Met阻止了由糖尿病引起的MAT1A、SAM、SAH、同型半胱氨酸等的改变。

7.补充L-Met和用二甲双胍治疗可防止糖尿病引起的组蛋白H3K36二甲基化的增加。

8.补充L-Met可提高FOXO1及其靶基因的肝mRNA水平,其中,FOXO1受H3K36二甲基化表观遗传调控。

●研究结论

膳食补充L-Met可预防糖尿病引起的表观遗传改变和调节蛋氨酸水平,可用于治疗代谢疾病。补充甲基供体可以减少肝脏中甘油三酯的积累,通过改变基因的表达改善脂肪变性。L -Met-S降低了HFD+低剂量STZ诱导的T2DM动物脂肪变性,进一步强化了L-Met具有肝保护作用的生化结果。L-Met-S对糖尿病动物肾脏功能的改善可能与其潜在的抗氧化能力有关。因此,维持膳食蛋氨酸水平对预防糖尿病引起的高血糖和血脂异常至关重要。

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