肥胖2型糖尿病前期肝脏脂肪异位沉积的脂质代谢研究

目的:从脂质组层面揭示肝脏脂肪异位沉积对肥胖2型糖尿病前期胰岛素抵抗(IR)的影响。方法:将雄性SD大鼠按体质量随机分为正常对照组和模型对照组各6只,分别供应普通饲料和高脂饲料16 w,通过检测大鼠空腹血糖和空腹胰岛素含量、计算IR指数,建立肥胖2型糖尿病前期模型;油红O染色法观察肝组织病理结构性变化;ELISA法测定肝组织炎症因子及氧化指标;采用UPLC-Q-TOF/MS技术对样本进行检测,对正常对照组、模型对照组的结果进行主成分分析法(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)分析,筛选VIP值>1及采用GraphPad Prism 8.0进行t检验(P<0.05)筛选差异代谢物;通过HMDB数据库对差异代谢物进行鉴定;应用MetaboAnalyst 5.0对已鉴定到的生物标志物进行通路分析;在Hiplot网站使用简单相关性热图将鉴定出的脂质代谢物与炎症因子及氧化指标做相关性分析。结果:经过高脂饲料喂养,与正常对照组比较,模型对照组的血糖和IR指数明显升高(P<0.05),空腹血糖处于糖尿病前期(血糖均值为6.4 mmol/L);肝脏油红O染色结果显示,模型对照组的肝组织中存在较多的脂质;血清白介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、丙二醛(MDA)含量明显升高(P<0.05或P<0.01),IL-10、超氧化物歧化酶(SOD)含量明显降低(P<0.05或P<0.01);模型对照组共鉴定出36种脂类潜在性生物标志物,有3种磷脂酰胆碱(PC)、3种磷脂酰乙醇胺(PE)、三酰甘油(TG)等水平显著升高(P<0.01),6种PC,10种PE、Squalene(角鲨烯)、磷脂酰丝氨酸(PS)等水平显著下降(P<0.01)。经鉴定,这些潜在生物标志物主要调节甘油磷脂代谢、鞘脂代谢、类固醇生物合成、甘油酯代谢、糖基磷脂酰肌醇(GPI)-锚定生物合成、α-亚麻酸代谢、亚油酸代谢、花生四烯酸代谢途径;结合肥胖2型糖尿病前期空腹血糖,胰岛素浓度,IR指数与IL-1β、TNF-α、IL-10、SOD、MDA的相关性分析,发现肥胖2型糖尿病前期的IR指数与IL-1β、TNF-α、MDA含量呈正相关,与SOD、IL-10含量呈负相关。肥胖2型糖尿病前期肝脏脂肪异位沉积中脂质代谢物中有3种PC、3种PE、TG、GlcCer、DG、等与IL-1β、TNF-α、MDA呈正相关,与SOD、IL-10含量呈负相关;有6种PC、10种PE、PS等与IL-1β、TNF-α、MDA含量呈负相关,与SOD、IL-10含量呈正相关。结论:高脂饲料诱导的肥胖2型糖尿病前期IR的发生与肝脏甘油磷脂、鞘脂代谢和类固醇生物合成代谢等多条代谢通路密切相关。