用裸藻制造分泌“减肥激素”的物质

生命科学 2018年05月28日
日文

日本产业技术综合研究所生物医学研究部高级主任研究员芝上基成与Artisan Lab、神钢环境舒立净合作,利用源自裸藻(EOD-1株)的多糖类(裸藻淀粉)制作的水溶性高分子,已确认具有改善代谢综合症相关指标的作用。

裸藻淀粉是不溶于水的多糖,但导入阳离子官能团后,阳离子化的裸藻淀粉衍生物就具有了水溶性。研究人员以高脂饮食的肥胖小鼠为实验对象,投喂了衍生物后,小鼠的内脏脂肪量减少,并成功抑制了体重增加。 研制治疗糖尿病药的关键是开发与胰岛素分泌密切相关的激素(胰高血糖素样肽-1(GLP-1)),此次实验还确认,小鼠的激素分泌量与未投喂衍生物的对照群相比多出3倍,胰岛素抵抗性有望得到改善。

源自裸藻的阳离子化裸藻淀粉衍生物有可能改善代谢综合症

源自裸藻的阳离子化裸藻淀粉衍生物有可能改善代谢综合症

研究内容

此次合成的阳离子裸藻淀粉衍生物(2-羟基-3-三甲基铵丙基裸藻多糖,HTAP),裸藻淀粉的结构单位是葡萄糖,每个葡萄糖的阳离子官能团的置换度(Degree of Substitution (DS))高达约0.8~1,另外,由于很多阳离子之间相互排斥,在肠道内会变成单链状态。因此,导入的阳离子官能团,多数都有望与胆汁酸的阴离子部位结合。而且,由于阳离子化之后仍能保持裸藻淀粉原本的螺旋形成能力,所以,还有望在螺旋结构内部,构筑容纳胆汁酸疏水性部位的疏水性空间。

通过阳离子裸藻淀粉衍生物(HTAP)促进GLP-1分泌

通过阳离子裸藻淀粉衍生物(HTAP)促进GLP-1分泌

研究人员为小鼠(初期体重约为28g)投喂5周含2 wt%HTAP的高脂食物后,对其体重、内脏脂肪量和各种血浆参数等进行了测量,与投喂同量纤维素的对照群相比,体重的增加控制在50%左右(图1),内脏脂肪量(肠系膜脂肪重量)减少33~38%(图2)。这些统计显示出了差异。另外,维持与对照群基本相同水平的血糖值所需要的胰岛素分泌量,也有所降低,这有可能是胰岛素抵抗性得到了改善。

图1:被分别投喂含纤维素、阳离子化裸藻淀粉衍生物(HTAP)和裸藻淀粉的高脂食物

图1:被分别投喂含纤维素、阳离子化裸藻淀粉衍生物(HTAP)和裸藻淀粉的高脂食物
5週后小鼠的体重变化量

图2:投喂高脂食物的小鼠每100g体重的相对肠系膜脂肪重量

图2:投喂高脂食物的小鼠每100g体重的相对肠系膜脂肪重量

从肠道L细胞分泌的胃肠激素(GLP-1)被称为“减肥激素”,此次研究发现,通过投喂HTAP,GLP-1的分泌量比对照群增加3倍左右(图3)。GLP-1具有促进胰岛素分泌的效果,不过促进作用依赖于血糖值,因此引发低血糖等副作用的风险比较小。另外,还具有延缓胃内储存物的排空和抑制食欲的效果。这一系列的效果有望用于糖尿病治疗,因此GLP-1近年来成为开发治疗糖尿病药物的重要靶点。

图3:投喂高脂食物的小鼠的GLP-1分泌量

图3:投喂高脂食物的小鼠的GLP-1分泌量

文 客观日本编辑部

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