黄酮类化合物(Flavonoids),是在可食用和药用植物中广泛分布的一类的天然化合物。其中,木犀草素((Luteolin,图1)是一种常见的黄酮类天然化合物。近日,我校生物与医学工程学院刘健教授课题组发现了该化合物调控能量代谢以及改善肥胖和相关代谢疾病的作用机制,研究成果相继在国际著名内分泌学与代谢期刊International Journal of Obesity(DOI: 10.1038/ijo.2016.108,影响因子:5.337,Nature Group期刊)和Diabetologia(DOI: 10.1007/s00125-016-4039-8,影响因子:6.206, 医学1区顶级期刊)上在线发表。第一作者分别为刘健教授指导的博士研究生张弦和张磊。
刘健教授课题组在此前的研究中,发现该化合物(Mol Nutr Food Res, 2014, 58(6): 1258-1268. 影响因子:4.603,食品科学1区顶级期刊)及其结构类似物槲皮素(J Lipid Res, 2014, 55(3): 363-374. 影响因子:4.421,ESI高被引论文)具有改善饮食诱导肥胖和胰岛素抵抗的功能。然而,对于其具有调节机体能量代谢和胰岛素抵抗的细胞机制仍缺乏了解。

图1 木犀草素的化学结构式
在International Journal of Obesity发表的研究中,刘健教授课题组将低剂量木犀草素添加于小鼠饮食,发现小鼠的能量代谢参数包括氧气消耗量、二氧化碳产生量和呼吸交换率都显著提高,棕色脂肪组织(BAT)和皮下脂肪组织(SAT)中解耦联蛋白UCP1和一系列产热基因表达显著增加,并且激活了能量感受分子AMPK/PGC1α信号通路。利用体外细胞实验和AMPK的抑制剂Compound C则进一步证实了木犀草素是通过AMPK/PGC1α信号通路提高和活化脂肪细胞的棕脂化(图2)。而在Diabetologia发表的研究中,该课题组证明木犀草素可以通过AMPK信号促进肥胖小鼠脂肪组织中巨噬细胞从促炎亚型向抗炎亚型极化,进而改善脂肪组织炎性和机体胰岛素抵抗。

图2 木犀草素通过AMPK/PGC1α信号通路调控脂肪组织产热
这些结果首次阐明了黄酮类物质木犀草素调节机体能量代谢,进而改善肥胖和相关代谢疾病的细胞生物学机制,为相关疾病的治疗和功能食品的开发提供了新的思路和理论依据。
文章链接:
1.Dietary luteolin activates browning and thermogenesis in mice through an AMPK/PGC1α pathway-mediated mechanism.
(http://www.nature.com/ijo/journal/vaop/ncurrent/full/ijo2016108a.html)
2.Luteolin reduces obesity-associated insulin resistance in mice by activating AMPKα1 signalling in adipose tissue macrophages.
(http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00125-016-4039-8)