客观日本

日本东北大学发现摄取乳清蛋白可预防饮食性糖尿病

2020年10月16日 生物医药

本文根据日本东北大学的研究成果发布资料编译而成

日本东北大学未来科学技术共同研究中心的野野垣胜则教授等人发现,向小鼠投喂高脂饮食时,在引起肥胖和糖尿病之前的早期阶段,其血液中的FGF21浓度就会增加。

肝脏分泌的激素FGF21一直被认为是增加胰岛素敏感性的激素,在肥胖和2型糖尿病中,血液中的FGF21浓度会增加。因此,FGF21作为反映易诱发肥胖和2型糖尿病的饮食习惯的生物标志物备受期待。

此次研究还发现,通过基因工程抑制了外周血清素分泌的小鼠,其肝脏的FGF21表达及血液中的FGF21浓度会降低。此外,同时向小鼠投喂高脂饮食和乳清蛋白(Whey Protein),能抑制高脂饮食引起的外周血清素和肝源FGF21分泌增加,改善胰岛素抵抗性和高血糖。

以前,FGF21一直被认为是增加胰岛素敏感性的激素,血液中的FGF21浓度在肥胖和2型糖尿病中会代偿性增加。不过,野野垣等人的研究发现,向小鼠投喂会诱发肥胖和2型糖尿病的饮食(高脂饮食)后,在引起胰岛素抵抗、高血糖和体重增加之前的早期阶段,血液中的FGF21浓度就会增加(图1),这表明,FGF21可作为反映易诱发肥胖和2型糖尿病的饮食习惯的生物标志物使用。另外,与非酒精性脂肪性肝病的发病有关的肝脏基因——血清素2a受体(Htr2a)和ER应激的标志物Sdf2l1的表达在发生胰岛素抵抗时会增加。

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图1:饮食性肥胖和糖尿病的发病过程与FGF21的关系

投喂高脂饮食时的血中FGF21、胰岛素、血清素(5-HT)浓度、血糖值、肝中FGF21、Sdf211和Htr2a基因表达的变化如图2所示。

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图2:投喂高脂饮食时的血中FGF21、胰岛素、血清素浓度、血糖值、肝中FGF21、Sdf211和Htr2a的基因表达

将乳清蛋白(Whey Protein)加入高脂饮食中投喂,能抑制高脂饮食引起的肝脏FGF21分泌的增加,同时抑制随着肝脏中的Htr2a和Sdf2l1基因表达增加而发生的胰岛素抵抗和高血糖(表1-①、②)。投喂正常饮食时也同样观察到乳清蛋白对肝脏分泌FGF21的抑制作用(表1-③)。

另一方面,近年来有研究报告,外周血清素会随着高脂饮食增加,并引起胰岛素抵抗、脂肪肝和糖耐受不良,但也发现乳清蛋白能抑制外周血清素分泌(表1-②、③)。而且,在通过基因工程使合成外周血清素的酶(Tph1)缺失的血清素缺陷小鼠身上,也发现肝脏FGF21的表达和血中FGF21的浓度降低(表1-④)。

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表1:向小鼠投喂各种饮食时的血中FGF21、胰岛素、血清素浓度、血糖值、肝脏FGF21、Sdf211和Htr2a基因表达的变化

以上结果表明,乳清蛋白可通过抑制外周血清素的分泌和肝脏FGF21的分泌,来改善胰岛素抵抗,抑制高血糖。这些机制表明,摄取乳清蛋白可以预防饮食性糖尿病。

用语解释
(注1)FGF21:Fibroblast growth factor 21,肝脏分泌的激素。
(注2)血清素:来自外周组织和大脑,外周血清素主要是肠道分泌的激素。

研究成果发布资料
编译:JST客观日本编辑部

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