Bingli Zhao

1 Colegiul de Științe și Inginerie Alimentară, Universitatea de Tehnologie din China de Sud, Guangzhou, China

Yujiao Cui

1 Colegiul de Științe și Inginerie Alimentară, Universitatea de Tehnologie din China de Sud, Guangzhou, China

Fan Xiaodan

1 Colegiul de Științe și Inginerie Alimentară, Universitatea de Tehnologie din China de Sud, Guangzhou, China

Ping Qi

2 Institutul Guangzhou pentru Controlul Alimentelor și Medicamentelor, Guangzhou, China

Chunchen Liu

3 Zhongci Health Care Products Technology Development Co. Ltd., Guangzhou, China

Xuesong Zhou

4 Guangzhou Honsea Industry Co. Ltd., Guangzhou, China

Xuewu Zhang

1 Colegiul de Științe și Inginerie Alimentară, Universitatea de Tehnologie din China de Sud, Guangzhou, China

Date asociate

Toate datele relevante se află în manuscris și în fișierele sale de informații suport.

Abstract

Introducere

Consumul crescut de diete bogate în grăsimi și „fast-food” duce la obezitate din ce în ce mai mare, care a devenit o preocupare majoră pentru sănătatea publică în lume. Obezitatea a fost considerată a fi asociată cu tulburări cronice de sănătate, cum ar fi hiperlipidemia, hipertensiunea, bolile cardiovasculare, ficatul gras nealcoolic, rezistența la insulină și osteoartrita [1]. Omenirea a luptat împotriva obezității, cu toate acestea, efectele secundare adverse și creșterea în greutate înapoi sunt o provocare majoră pentru terapiile convenționale cu obezitate. Există nevoi continue de a dezvolta remedii sigure și eficiente pentru tratarea obezității.

Materiale și metode

Produse chimice

Pepsina (1: 3000 U/mg) a fost achiziționată de la Qiyun Biotech Co. Ltd., Guangzhou, China. Kitul de testare a proteinelor Bio-Rad provine de la Bio-Rad Laboratories Inc., SUA. Simvastatin a fost de la Yuanye Biotech Co. Ltd., Shanghai, China. Trusa de testare a glucozei # 10009582 a fost de la Cayman Chemicals, SUA. Truse de detectare a colesterolului total (TC), triacilglicerinei (TG), lipoproteinelor cu densitate ridicată (HDL) și lipoproteinelor cu densitate mică (LDL) -colesterol au fost achiziționate de la Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute (Nanjing, China). Toți reactivii chimici au avut un grad analitic.

Preparate și analize de probă

Spirulina platensis întreagă (WSP): patruzeci de grame de pulbere de Spirulina platensis (Ordos Biotech Co. Ltd, China) au fost suspendate în 800 ml de apă pură pentru a obține WSP.

Proteina Spirulina platensis (SPP): WSP a fost congelat la -20 ° C timp de 5 ore și decongelat la temperatura camerei, repetat de 4 ori. Apoi, ultrasunetarea (450 W timp de 30 min, interval de 9 s la fiecare 6 s) a fost efectuată în baie de gheață, amestecul a fost centrifugat la 8694 × g (4 ° C, 45 min) și supernatantul a fost colectat ca SPP [20].

Hidrolizat de proteină Spirulina platensis (SPPH): patru grame de SPP au fost dizolvate în apă pură pentru a obține 3% (v/v) de soluție proteică. Hidroliza a fost efectuată cu pepsină în condiții de pH 2, temperatură 37 o C și raport enzimă/substrat 6%. După 10 ore de hidroliză, enzima a fost inactivată într-o baie de apă (90 ° C, 15 min), răcind la temperatura camerei, soluția a fost centrifugată la 8694 × g (4 ° C, 45 min) și supernatantul a fost colectat ca SPPH.

Conținutul de proteine ​​a fost măsurat prin testul proteinei Bio-Rad. Distribuția greutății moleculare a fost analizată prin metoda HPLC, compoziția aminoacizilor a fost determinată prin autoanalizator de aminoacizi (A300 MembraPure, Germania).

Experimente și teste pe animale

tabelul 1

IngredientDieta bogată în grăsimi (g/kg)
Cazeină200
L-cisteina3
Amidon de porumb72,8
Maltodextrină100
Zaharoza172,8
Celuloză50
Ulei de soia25
Untură177,5
Minerale AIN-9335
Vitamine AIN-9310
Bitratrat de colină2.5
IngredientDieta de control (g/kg)
Apă79
Gras45
Frasin67
Celuloză38
Proteină199
Fosfor8.9
Calciu12
Lizină8.9
Metionină1.7
Cisteina1.2

Analiza matricei RT-PCR și maparea rețelei

efectele

Test biochimic pentru efectele anti-obezitate ale întregii Spirulina platensis (WSP), proteine ​​Spirulina platensis (SPP), hidrolizat de proteine ​​Spirulina platensis (SPPH) și Simvastatin (SIM) în șoareci alimentați cu dietă bogată în grăsimi (HFD), (A) greutăți corporale, (B) glucoză serică, (C) colesterol total (TC), (D) triacilglicerol (TG), (E) colesterol lipoproteic cu densitate mare și (HDLC), (F) colesterol lipoproteic cu densitate mică (LDLC). DW este apă distilată, NC este control normal. Diferite caractere (a, b, c, d) au indicat o diferență semnificativă.

masa 2

Groupn Greutate inițială (g) Greutate după stabilirea modelului (g) Greutate finală (g)
HFD + DW623,97 ± 0,9865 a28,73 ± 0,602771 a30,37 ± 1,40119
HFD + WSP623,72 ± 1,225561 a28,62 ± 0,349285 a28,48 ± 1,384558
HFD + SPP623,32 ± 0,870057 a29 ± 0,804156 a28,5 ± 1,208305
HFD + SPPH623,5 ± 1,115796 a28,6 ± 0,2 a28,13 ± 0,648074
HFD + SIM623,43 ± 0,805709 a28,67 ± 0,51316 a29,87 ± 1,106044
NC623,1 ± 0,547723 a24 ± 0,754983 b24,73 ± 0,52915

Notă: diferite caractere (a, b) au indicat o diferență semnificativă (p Fig. 2B) a indicat faptul că dieta bogată în grăsimi a crescut foarte mult conținutul de glucoză seric până la 10,1 ± 1,01 mmol/L (grup HFD + DW), în timp ce intervenția Spirulina platensis a redus serul seric. conținut de glucoză până la 8,2 ± 0,45, 6,1 ± 0,64, 7,7 ± 0,36 și 7,6 ± 0,89 mmol/L pentru HFD + WSP, HFD + SPP, HFD + SPPH și respectiv HFD + SIM, care au fost mai mari decât controlul normal (NC) grup (4,5 ± 0,56 mmol/L). Aceasta implică faptul că Spirulina platensis întreagă, proteina Spirulina platensis, hidrolizat de proteină Spirulina platensis și Simvastatin pot reduce nivelul glucozei serice cu 18,8% ± 1,3%, 39,6% ± 2,4%, 23,8% ± 1,6% și respectiv 24,8% ± 1,9%, comparativ cu grupuri HFD, dar nu poate reveni la nivelul normal. Dintre acestea, proteina Spirulina platensis a fost cea mai bună, hidrolizat de proteină Spirulina platensis a fost aproape de Simvastatin.

Dieta bogată în grăsimi a crescut conținutul de colesterol total (TC) (4,8 ± 0,79 mmol/L), comparativ cu grupul NC (2,7 ± 0,43 mmol/L) (Fig. 2C). Cu toate acestea, WSP, SPP și Simvastatin nu au inhibat o astfel de creștere, în care conținutul TC a fost de până la 5,1 ± 0,17, 4,7 ± 0,62 și respectiv 4,9 ± 0,59 mmol/L. SPPH în mod semnificativ (p a redus o astfel de creștere, conținutul de TC a scăzut la 3,8 ± 0,42 mmol/L, deși este încă mai mare decât grupul NC. Astfel, Spirulina platensis întreagă, proteina Spirulina platensis și medicamentul pozitiv Simvastatin nu pot reduce conținutul de TC, doar proteina Spirulina platensis hidrolizat poate reduce nivelul TC cu 20,8% ± 1,4%, comparativ cu grupul HFD.

Figura 2D a arătat că conținutul de trigliceride nu a fost modificat statistic semnificativ (p> 0,05) în toate grupurile HFD (HFD + DW (1,08 ± 0,12 mmol/L), HFD + WSP (1,18 ± 0,26 mmol/L), HFD + SPP (1,11 ± 0,17 mmol/L), HFD + SPPH (1,07 ± 0,11 mmol/L) și HFD + SIM (1,26 ± 0,15 mmol/L)), comparativ cu grupul NC (0,74 ± 0,14 mmol/L), adică toate intervențiile Spirulina platensis, inclusiv medicamentul pozitiv Simvastatin nu au avut nicio influență semnificativă (p> 0,05) asupra conținutului de trigliceride în prezentul experiment.

În mod similar, dieta bogată în grăsimi în mod semnificativ (p Fig. 2E și 2F). SPPH în mod semnificativ (p 0,05); SPPH și Simvastatin au influențat LDLC, dar nu în mod semnificativ (p> 0,05).

(A) Harta de căldură a expresiei genice pentru patru grupuri: dietă bogată în grăsimi (HFD) + apă distilată (DW) (creier), dietă bogată în grăsimi (HFD) + hidrolizat de proteine ​​Spirulina platensis (SPPH) (creier), bogat în grăsimi dietă (HFD) + apă distilată (DW) (ficat), dietă bogată în grăsimi (HFD) + hidrolizat de proteină Spirulina platensis (SPPH) (ficat). (B) Rețeaua de interacțiune mapată de gene exprimate semnificativ în țesutul cerebral. (C) Rețeaua de interacțiune mapată de gene exprimate semnificativ în țesuturile hepatice. (D) Rețeaua de interacțiune mapată de gene exprimate semnificativ în țesuturile creierului și ficatului. (E) Axa propusă creier-ficat acționată de hidrolizat de proteină Spirulina platensis (SPPH).

Discuţie

Într-un cuvânt, punctele forte ale acestui studiu sunt că efectul anti-obezitate al hidrolizatului de proteină Spirulina platensis (SPPH) a fost explorat în ceea ce privește axa creier-ficat pentru prima dată, au fost observate diferite modele de expresie genică ca răspuns la intervenția SPPH și diferite rețele de reglementare de bază au fost identificate pentru acțiunea SPPH asupra creierului și ficatului.

Concluzie

Efectele anti-obezitate ale proteinei Spirulina (SPP) sau ale peptidei (SPPH) sunt superioare întregii Spirulina (WSP), SPPH este puțin mai bună decât SPP, sub aceeași doză. SPPH a avut activități bune de reducere a glucozei, de reducere a greutății și de reducere a colesterolului total prin modularea expresiilor unor gene cheie din creier și ficat, cum ar fi Acadm, Retn, Fabp4, Ppard, Slc27a1 etc. S-a demonstrat că aceste gene sunt asociate cu metabolismul și acumularea lipidelor în literatura de specialitate, dar legătura detaliată a modificărilor lor la reducerea glucozei sau a greutății necesită studii suplimentare.