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文献速递:米格列醇增加肝脏CYP7A1活性 并与肥胖糖尿病小鼠肠道短链脂肪酸改变产生效应
0人浏览 2020-09-04 20:25

  2020年1月,Yoji Hamada教授等人在Metabolism Open上发表了The alpha-glucosidase inhibitor miglitol increases hepatic CYP7A1 activity in association with altered short-chain fatty acid production in the gut of obese diabetic mice的基础药理学实验研究,该实验报道了一项米格列醇对肝脏CYP7A1(胆固醇7a-羟化酶)表达改变的发现,该研究阐述米格列醇影响BAs代谢的机制。研究了药物通过调控BA代谢、肠道微生物群和短链脂肪酸(SCFA)的基因表达,增加粪便BAs排泄,改善小鼠胰岛素抵抗和肥胖的药理机制。胆汁酸(BAs)已被证明有助于能量稳态和糖酵解。之前有实验报道了α-葡萄糖苷酶抑制剂(GI)米格列醇影响粪便和血液BAs浓度,并改善胰岛素抵抗和肥胖小鼠。然而,米格列醇影响BA代谢的机制仍有待阐明,通常认为BAs浓度严格受反馈调节,机制主要通过FXR-小异二聚体伙伴(SHP)途径,以及肝脏和肠道中的大量受体、酶和转运蛋白。另一方面,BAs以外的各种因素可能会影响这些分子。例如,胆固醇7a-羟化酶(CYP7A1)是BAs合成的限速酶,并且已知晓受FXR的调节,与该机制无关。

  实验基础基因表达分析是对培育且治疗4周后的死亡的小鼠中提取,死亡后立即切除肝脏和远端回肠并冷冻。从冷冻组织中提取总RNA,用高容量cDNA反向转录试剂盒(合成cDNA)。利用TaqMan探针,以TATA盒结合蛋白为内源性对照,对BAs相关基因的mRNA进行实时PCR定量分析。

  而实验结果显示米格列醇可通过增强CYP7A1活性来影响BAs代谢,肥胖糖尿病状态下小鼠肠道微生物群和SCFA产生的改变的可能原因之一。

  图一:米格列醇对HFD喂养的NSY小鼠(黑条)或未经治疗(白条)4周胆汁酸相关基因表达的影响。

  (A)粪胆酸水平, (B)SCFA水平改变,(C)参与胆汁酸产生和转运的肝基因的mRNA表达,(D和E)肝CYP7A1的蛋白表达和酶活性,(F)参与胆汁酸调控的回肠基因的mRNA水平。*p<0.05,*p<0.01,*p<0.001。

  图二:米格列醇对HFD喂养的NSY小鼠肠道微生物群和短链脂肪酸(SCFA)水平的改变,用米格列醇处理(黑条)或未经处理(白条)4周

  (a)盲肠微生物群(B)盲肠粪便中SCFA水平,(C)粪便SCFA水平与肝CYP7A1mRNA水平的相关性。总观察r0.549,p0.011(实线),r0.42,p(虚线)为0.20,米格列醇组为0.10,p0.79,(D)血浆总胆固醇和甘油三酯,(E)初步解释米格列醇影响BA代谢的机制。*p<0.05,*p<0.01,*p<0.001。

  实验中,米格列醇明显增强肝CYP7A1的表达和活性,抑制回肠ASBT的表达。这些结果表明,该制剂将肝BAs的产生及其分泌提高到肠道,进而抑制回肠转运体对BA的吸收。这些数据似乎解释了过去的部分数据,即该制剂增强了粪便BAs的分泌特征。

  现有的报道中,除BAs外,还有其他几个因素已被报道调节肝脏CYP7A1。观察到SCFAs,如乙酸、丙酸和丁酸,可在体内和体外上调肝脏CYP7A1的表达。在本研究中,米格列醇改变了肠道微生物群和SCFA浓度,这与以前的论文一致,其中一项阿卡波糖被报道影响肠道细菌菌群和SCFA以及血浆SCFA的浓度。这可能是因为该制剂延迟了糖在上肠的吸收,随后增加了下肠的糖浓度,从而改变了发酵和肠道环境。这些发现可能表明,米格列醇对CYP7A1的影响部分归因于SCFA升高伴随肠道微生物粪便SCFA浓度与肝CYP7A1表达的相关性可能支持这一假设,说米格列醇在这点上有和阿卡波糖类似的效果。

  米格列醇通过upre-影响BAs代谢肝脏CYP7A1的调节及肠道微生物群的改变以及影响SCFA的产生可能是其作用的基础。鉴于BAs代谢参与能量稳态和营养代谢,米格列醇这方面的影响似乎值得进一步研究。

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