正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用
阅读说明：本技术 正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用 (Application of diethyl n-butylmalonate in preparation of obesity prevention and treatment medicines ) 是由 于英华 潘伟 赵进秀 蒋鹏飞 徐大祥 杨晓莹 张鹏 胡敏敏 胡涛 李梦迪 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用,属于生物医学技术领域。正丁基丙二酸二乙酯能够降低肥胖小鼠体重、肝脏重量,防止肝组织脂质累积,增强肥胖小鼠机体脂肪酸氧化、增加能量消耗,从而发挥减肥效果；而且能够改善葡萄糖耐受和胰岛素抵抗,具有纠正肥胖相关代谢紊乱的作用。(The invention provides application of diethyl n-butylmalonate in preparation of a medicament for preventing and treating obesity, and belongs to the technical field of biomedicine. The diethyl n-butylmalonate can reduce the weight and the liver weight of the obese mouse, prevent the accumulation of liver tissue lipid, enhance the oxidation of fatty acid in the organism of the obese mouse and increase the energy consumption, thereby exerting the weight-losing effect; and can improve glucose tolerance and insulin resistance, and has effect in correcting obesity-related metabolic disorder.)
技术领域
本发明属于生物医学技术领域，具体涉及正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用。
背景技术
肥胖是严重危害人类健康的流行性、全身代谢性疾病。肥胖是由遗传、生活方式及免疫状态等多种因素导致能量代谢异常，体内脂肪积累过多和分布异常的一种代谢性综合征。其与胰岛素抵抗、糖尿病、高血脂、高血压、脂肪肝、心血管疾病以及认知障碍等密切相关。目前大多数减肥方法都存在副作用大与复发率高等缺点，尤其是大量减肥药物因安全性问题而退市。鉴于全球愈发严重的肥胖症及由肥胖引起的代谢性疾病的发病率的逐年攀升，探寻安全、有效的新型预防和治疗策略，对于降低肥胖的发病率，干预肥胖相关的健康问题，保障人民生命健康，具有重要意义。
琥珀酸脱氢酶是细胞线粒体三羧酸循环中的一种代谢酶。研究发现，该酶的表达上调或活性增加，可推动帕金森病的进展，故被视为干预神经退行性疾病的潜在药物靶标。近年研究也表明，琥珀酸脱氢酶也参与调节巨噬细胞诱导的炎症反应。
正丁基丙二酸二乙酯是已知的琥珀酸脱氢酶的竞争性抑制剂。新近在体外水平的证据表明，该抑制剂可下调脂多糖诱导的巨噬细胞炎症，因而具有抗炎效果。但其是否可防治肥胖尚未见相关报道。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用，能够防治肥胖。
本发明是通过如下技术方案实现的：正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用。
作为本发明所述的正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用的优选方案：所述防治肥胖药物包括减轻体重的药物。
作为本发明所述的正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用的优选方案：所述防治肥胖药物包括防治肝组织脂质累积的药物。
作为本发明所述的正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用的优选方案：所述防治肥胖药物包括改善葡萄糖耐受性的药物。
作为本发明所述的正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用的优选方案：所述防治肥胖药物包括改善胰岛素抵抗的药物。
作为本发明所述的正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用的优选方案：所述防治肥胖药物包括增强机体脂肪酸氧化以及增加能量消耗的药物。
作为本发明所述的正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用的优选方案：所述防治肥胖药物以正丁基丙二酸二乙酯为活性成分，并辅以药学上可接受的辅料或载体。
本发明有益技术效果：本发明提供了正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物的应用，在本发明中，正丁基丙二酸二乙酯能够有效降低肥胖小鼠体重、肝脏重量，防止肝组织脂质累积，增强肥胖小鼠机体脂肪酸氧化、增加能量消耗，从而发挥减肥效果。另外，正丁基丙二酸二乙酯能够改善葡萄糖耐受和胰岛素抵抗，具有纠正肥胖相关代谢紊乱的作用。
本发明实施例的结果显示：正丁基丙二酸二乙酯能够防止肝组织脂质累积，增加机体脂肪酸氧化以及能量消耗，进而能够防治肥胖，而且能够改善葡萄糖耐受和胰岛素抵抗，具有改善肥胖相关代谢紊乱的作用。
附图说明
图1为正丁基丙二酸二乙酯对小鼠体重及累计体重（曲线）的影响；
图2为正丁基丙二酸二乙酯对剖杀时小鼠体重的影响；
图3为正丁基丙二酸二乙酯对小鼠肝脏重量的影响；
图4为正丁基丙二酸二乙酯对小鼠肝脏组织形态影响的病理学切片(x400)照片；
图5为正丁基丙二酸二乙酯对小鼠口服葡萄糖耐量的影响；
图6为正丁基丙二酸二乙酯对小鼠空腹胰岛素水平及HOMA-IR指数的影响；
图7为正丁基丙二酸二乙酯对小鼠能量消耗的影响；
图8为正丁基丙二酸二乙酯对小鼠脂肪酸氧化的影响；
图9为正丁基丙二酸二乙酯对小鼠能量摄入的影响。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
本发明提供了正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用。
在本发明中，所述正丁基丙二酸二乙酯能够降低小鼠体重、肝脏重量，减轻肝组织累积，促进小鼠脂肪酸氧化及能量消耗，进而能够防治肥胖。在本发明中，所述正丁基丙二酸二乙酯能够防止肝组织脂质的积累，能够改善葡萄糖耐受和胰岛素抵抗，具有纠正肥胖相关代谢紊乱的作用。
本发明将所述正丁基丙二酸二乙酯制备成防治肥胖药物，所述防治肥胖药物中正丁基丙二酸二乙酯按25 mg/kg体重给药，服用方法优选为腹腔注射，每周注射的次数优选为2次；对注射的时间没有特殊限定。
本发明中，防治肥胖药物以正丁基丙二酸二乙酯为活性成分，可辅以药学上可接受的辅料或载体。
在本发明中，所述防治肥胖药物还包括防治肝组织脂质累积的药物。在本发明中，所述防治肥胖药物中正丁基丙二酸二乙酯按25 mg/kg体重给药；所述防治肥胖药物的服用方法优选腹腔注射，每周注射的次数优选为2次；对注射的时间没有特殊限定。本发明中，所述防治肥胖药物以正丁基丙二酸二乙酯为活性成分，可辅以药学上可接受的辅料或载体。
在本发明中，所述防治肥胖药物还包括改善葡萄糖耐受性的药物。在本发明中，所述防治肥胖药物中正丁基丙二酸二乙酯按25 mg/kg体重给药；所述防治肥胖药物的服用方法优选为腹腔注射，每周注射的次数优选为2次。本发明对注射的时间没有特殊限定。本发明中，所述防治肥胖药物以正丁基丙二酸二乙酯为活性成分，可辅以药学上可接受的辅料或载体。
在本发明中，所述防治肥胖药物还包括改善胰岛素抵抗的药物。在本发明中，所述防治肥胖药物中正丁基丙二酸二乙酯按25 mg/kg体重给药；所述防治肥胖药物的服用方法优选为腹腔注射，每周注射的次数优选为2次。本发明对注射的时间没有特殊限定。本发明中，所述防治肥胖药物以正丁基丙二酸二乙酯为活性成分，可辅以药学上可接受的辅料或载体。
在本发明中，所述防治肥胖药物还包括增强脂肪酸氧化及能量消耗的药物。在本发明中，所述药物中正丁基丙二酸二乙酯按25 mg/kg体重给药；所述防治肥胖药物的服用方法优选为腹腔注射，每周注射的次数优选为2次。本发明对注射的时间没有特殊限定。本发明中，所述防治肥胖药物以正丁基丙二酸二乙酯为活性成分，可辅以药学上可接受的辅料或载体。
下面通过实施例对本发明提供的正丁基丙二酸二乙酯在制备防治肥胖药物中应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
正丁基丙二酸二乙酯改善肥胖症及其相关代谢性疾病的药效学研究
一、实验方法
1. 动物实验设计
7周龄C57BL/6J小鼠购自北京维通利华实验动物技术有限公司，在徐州医科大学实验动物中心内喂养，饲养环境为12 h光暗交替，温度为23±3℃，相对湿度为50％。小鼠适应性喂养1周后，将其随机分为4组 (n＝10)，组别设计分别为：
LC组：常规饲料喂养，每鼠腹腔注射100 μl的无菌PBS溶液，每周2次；
LC+DM组：常规饲料喂养，每鼠腹腔注射含正丁基丙二酸二乙酯（Dimethylbutylmalonate，DM，Cat. STBB9585V，Sigma-Aldrich）的PBS溶液100 μl，每周2次，每只小鼠每次按25 mg/kg给药；
HF组：高脂饲料喂养，每鼠腹腔注射100 μl的无菌PBS溶液，每周2次；
HF+DM组：每鼠腹腔注射含DM的无菌PBS溶液100 μl，每周2次，每只小鼠每次按25mg/kg给药。
每7天称量体重一次，实验期间小鼠自由进食和饮水；实验结束前将小鼠禁食12h，称量体重，眼眶取血后将小鼠进行颈椎脱臼处死，快速摘取肝、棕色脂肪、皮下脂肪、棕色脂肪，取小部分脂肪及肝脏组织于4%多聚甲醛进行固定保存，其余组织置于-80℃冰箱中，血液样品8000 rpm 离心5 min，取血清保存。
2. 小动物能量代谢监测
在实验的第13周，采用小动物能量代谢仪（Oxymax CLAMS system），监测24 h内呼吸商、产热量、耗氧量、二氧化碳（CO2）产生量、氧气（O2）产生量。根据公式计算以下指标：
碳水化合物氧化水平=[（4.585*CO2产生量）-（3.226*O2产生量）]*4；
脂肪氧化水平 =[（1.695*O2产生量）-（1.701*CO2产生量）]*9。
3. 口服葡萄糖耐量实验(OGTT)
在实验的第11周，进行葡萄糖耐量测试。检测前小鼠禁食 16 h，腹腔注射葡萄糖，注射量为 2 g/kg 体重。通过鼠尾采血法获取全血，用血糖检测仪分别检测注射后0、15min、30 min、45 min、1 h 和 2 h 的血糖浓度（mmol/L）。
4. HOMA-IR测定
在实验的第12周，进行稳态模型胰岛素抵抗指数（Homeostasis modelassessment-insulin resistance，HOMA-IR）测定。小鼠禁食 6 h 后，通过鼠尾采血法获取全血，用血糖检测仪检测空腹血糖含量（mmol/L），用 ELISA 法测定空腹胰岛素含量（mU/L）。计算HOMA-IR）: HOMA-IR=血糖浓度（mmol/L）*胰岛素浓度（mU/L）/22.5。
5. 病理学分析
油红O染色分析：取各组动物的肝脏组织，用4%多聚甲醛固定，石蜡包埋，切片，脱水、固定，用油红O进行染色，显微镜下进行组织病理分析。
6. 统计分析
实验数据采用SPSS 22 .0统计软件进行方差分析与显著性分析。正态分布的计量资料以平均数±标准差表示。经正态性和方差齐性检验，具有正态性和方差齐性的多组计量资料间差异比较采用单因素方差分析（ANOVA），各组间的两两比较使用Turkey’s法检验。检验水准α = 0.05。
二、实验结果
1、正丁基丙二酸二乙酯可降低小鼠的体重、累计体重增长
从图1中可以看出，在为期16周的实验过程中实验小鼠没有发生异常临床症状，经过15周的高脂饮食诱导后，和正常对照组(LC)相比，高脂组 (HF)小鼠发生明显的肥胖；正丁基丙二酸二乙酯干预肥胖小鼠（HF+DM）的体重及累计体重增量均明显低于HF组，且正丁基丙二酸二乙酯对正常小鼠体重及累计体重增殖无明显影响（图1）。实验结果表明，正丁基丙二酸二乙酯可有效减缓由高脂饮食引起的小鼠体重增加。
2、正丁基丙二酸二乙酯可降低小鼠体重、肝脏重量
于第16周剖杀小鼠。剖杀前称重，发现正丁基丙二酸二乙酯可显著降低肥胖小鼠的体重（图2）。取肝脏进行称重发现，相对LC组，HF组小鼠的肝脏重量明显增加，而正丁基丙二酸二乙酯干预后肝脏重量明显降低（图3）。
3、正丁基丙二酸二乙酯可降低小鼠肝脏组织中脂质沉积
如图4所示，油红O染色发现，相对LC小鼠，HF组小鼠肝脏出现明显的空泡变性，且脂质沉积增多；乙二酸二乙酯干预肥胖小鼠的空泡变性减少，脂质沉积减轻。
4、正丁基丙二酸二乙酯可改善小鼠口服葡萄糖耐量
如图5所示，HF组小鼠的空腹血糖水平明显高于LC组与HF+DM组。对小鼠进行灌胃葡萄糖溶液（2g/kg）后，各组小鼠血糖水平在30 min后达到最高，随后趋于下降，到120 min时HF组血糖水平依然明显高于LC及HF+DM组。实验数据表明，HF组小鼠与LC组相比出现了明显的葡萄糖不耐受，而正丁基丙二酸二乙酯可以改善高脂膳食诱导产生的肥胖小鼠的葡萄糖不耐受性。
5、正丁基丙二酸二乙酯可改善小鼠胰岛素抵抗
如图6所示，HF小鼠空腹血清中胰岛素水平显著高于LC组；相较于HF组，HF+DM组小鼠空腹血清胰岛素水平明显下降。计算稳态模型胰岛素抵抗指数（Homeostasis modelassessment-insulin resistance，HOMA-IR），发现HF小鼠HOMA-IR指数显著高于LC组；相较于HF组，HF+DM组小鼠HOMA-IR指数明显下降。结果表明，正丁基丙二酸二乙酯可改善高脂饮食诱导的胰岛素抵抗。
6、正丁基丙二酸二乙酯可促进小鼠系统性脂肪酸氧化能力
图7所示，相比LC组，HF小鼠系统性脂肪酸氧化能力显著下降；而相比HF组，HF+DM组小鼠脂肪酸氧化能力明显增加。该结果提示，正丁基丙二酸二乙酯可通过增强脂肪酸氧化，促进脂质分解或消耗，以降低肥胖小鼠脂质沉积。
7、正丁基丙二酸二乙酯可增加小鼠机体能量消耗
图8所示，相比LC组，HF小鼠能量消耗显著下降；而相比HF组，HF+DM组小鼠能量消耗明显增加。结果表明，正丁基丙二酸二乙酯可通过促进产热，增加能量消耗，消耗机体多余能量，以降低肥胖小鼠体重。
8、正丁基丙二酸二乙酯不影响小鼠能量摄入
图9所示，相比LC组，每只HF小鼠每天平均能量摄入明显增多；但相对HF组，HF+DM组小鼠能量摄入并未明显变化。结果表明，正丁基丙二酸二乙酯并不影响肥胖小鼠能量摄入。
综上，由以上实施例可以得出，正丁基丙二酸二乙酯能够防止肝组织脂质的累积，增加小鼠机体脂肪酸氧化和能量消耗，进而能够防治肥胖；而且能够改善葡萄糖耐受和胰岛素抵抗，具有纠正肥胖相关代谢紊乱降的作用。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。