野生天山雪莲能活化细胞吗（天山雪莲对老年脂质代谢异常）

随着中国老龄人口数量快速增加，老年病已经严重影响老年人的健康和生活质量[1]。气虚血瘀是老年病常见的病因病机，是诱发血脂异常、破坏能量稳态的重要因素，临床表现为疲倦乏力、少气懒言、唇爪青紫、舌紫等证候特征[2]。在临床上，通过对脂质代谢异常患者进行中医证型分析，表明气虚血瘀型是常见证型之一[3-5]。脂肪组织是体内重要的内分泌和储能器官，深入参与机体能量代谢，具有可塑性，与机体维持能量稳态具有密切的关系[6]。

天山雪莲是菊科植物天山雪莲Saussurea involucrate (Kar. et Kir.) Sch. -Bip.的干燥地上部分，生长在海拔4000 m左右的山区，主要分布在阿尔泰山脉、天山山脉附近[7]。天山雪莲性温，味微苦，具有温肾助阳、通经活血等功效，现代研究表明其具有抗炎镇痛、调血脂、抗肥胖、抗氧化等作用。在临床上，以天山雪莲为主药的复方雪莲通脉丸对气虚血瘀证患者有着良好的疗效[8-9]，研究表明天山雪莲及其多种有效成分如金合欢素[10]、高车前素[11]等能够调控脂质代谢过程，但具体机制尚未阐明。因此，本研究通过体内高脂饮食配合力竭游泳建立老年脂质代谢异常（气虚血瘀型）小鼠模型和体外棕色脂肪细胞实验相结合，研究天山雪莲对老年脂质代谢异常（气虚血瘀型）小鼠的血脂、脂肪可塑性、线粒体功能的影响及其作用机制。

与对照组比较，喂食高脂饲料并进行力竭游泳的老年小鼠出现活动性差、对抗性减弱、精神萎靡、大便略增加、力竭游泳时间缩短等表征，舌质较对照组出现紫瘀。

葡萄糖耐量实验中，与对照组相比，模型组小鼠的空腹血糖及AUC显著升高（P＜0.01）。与模型组相比，天山雪莲0.3、0.9、1.8 g/kg组小鼠的空腹血糖，葡萄糖注射后60、90、120 min血糖值显著降低（P＜0.05、0.01）；天山雪莲0.3、1.8 g/kg组小鼠AUC显著降低（P＜0.05、0.01），表明天山雪莲可改善老年脂质代谢异常小鼠的糖耐量，见图1。

与对照组相比，模型组小鼠血清TC、TG、LDL-C含量显著升高（P＜0.01）。与模型组相比，天山雪莲0.3、1.8 g/kg组小鼠血清TC含量明显降低（P＜0.01）；天山雪莲0.9、1.8 g/kg组小鼠血清TG含量明显降低（P＜0.01），见图2。

与对照组相比，模型组小鼠BAT指数显著减少（P＜0.01），iWAT指数明显升高（P＜0.01）。与模型组比较，天山雪莲0.9 g/kg组小鼠BAT指数明显升高（P＜0.05），天山雪莲1.8 g/kg组小鼠iWAT指数明显降低（P＜0.01），见图3。

qRT-PCR检测结果表明，在BAT中，与模型组相比，天山雪莲0.3、0.9、1.8 g/kg组Ucp1基因表达明显增加（P＜0.05、0.01），过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子-1α（peroxisome proliferator activated receptor γ coacti-vator-1α，Pgc-1α）基因表达无显著性差异（P＞0.05），见图4。在iWAT中，与模型组相比，天山雪莲给药组UCP1、Pgc-1α基因表达具有增加趋势但无显著性差异（P＞0.05），见图4。

结果表明，在BAT中，与模型组相比，天山雪莲0.3、1.8 g/kg组DNA聚合酶γ1（DNA polymerase γ1，Polg1）基因表达明显增加（P＜0.05），线粒体转录因子A（mitochondrial transcription factor A，Tfam）基因表达无显著性差异（P＞0.05），见图5。在iWAT中，与模型组相比，天山雪莲给药组Polg1、Tfam基因表达无显著性差异（P＞0.05），见图5。

HE染色结果显示，与对照组比较，模型组小鼠皮下iWAT较为松散，脂肪细胞直径较大，细胞核被挤至细胞一侧呈薄环状，白色脂肪细胞特征明显。与模型组小鼠比较，天山雪莲0.3、0.9、1.8 g/kg组小鼠皮下白色脂肪组织细胞变小，并呈现多室，脂肪细胞具有棕色化趋势。

与对照组比较，模型组小鼠BAT细胞直径较大，组织中具有单一空泡状脂滴的细胞明显增多，细胞形态更加趋向于白色脂肪细胞。与模型组比较，天山雪莲0.3、0.9、1.8 g/kg组小鼠棕色脂肪组织较为紧密，细胞分布增多，细胞呈现多室，细胞之间可以看到丰富致密的毛细血管，具有较为明显的棕色脂肪细胞形态特征，见图6。

脂肪组织免疫组化结果显示，在皮下iWAT中，与对照组比较，模型组小鼠Ucp1阳性细胞表达明显减少（P＜0.01）。与模型组比较，天山雪莲0.3、0.9、1.8 g/kg组小鼠Ucp1阳性细胞表达明显增多（P＜0.05、0.01）。

与对照组比较，模型组小鼠BAT中Ucp1阳性细胞表达明显减少（P＜0.01）。与模型组比较，天山雪莲0.3、0.9、1.8 g/kg组小鼠中Ucp1阳性细胞表达明显增多（P＜0.05、0.01），见图7

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qRT-PCR结果表明，与对照组相比，天山雪莲0.025、0.050 mg/mL组中棕色脂肪分化相关基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome proliferator-activated receptor γ，Pparγ）的mRNA表达水平显著增加（P＜0.01），天山雪莲0.025、0.100 mg/mL组中PR结构域蛋白16（positive regulatory domain-containing 16，Prdm16）mRNA表达显著增加（P＜0.01），Pgc-1αmRNA表达无显著性差异（P＞0.05），见图8。Ucp1免疫荧光结果表明，与对照组相比，天山雪莲0.025 mg/mL组可显著增加棕色脂肪细胞特异性蛋白Ucp1表达（P＜0.05），

表明天山雪莲可能具有促进棕色脂肪细胞分化，激活BAT的作用，见图9

。

qRT-PCR结果表明，与对照组比较，天山雪莲0.025 mg/mL组线粒体生物发生相关基因Tfam mRNA表达水平显著增加（P＜0.05），核呼吸因子1（nuclear respiratory factor 1，Nrf1）mRNA表达无显著性差异（P＞0.05）；葡萄糖代谢相关基因葡萄糖转运蛋白4（glucose transporter 4，Glut 4）mRNA表达水平显著增加（P＜0.05），见图10。

线粒体Mito Tracker染色结果表明，与对照组相比，天山雪莲0.025、0.100 mg/mL组均可显著增加棕色脂肪细胞线粒体数量（P＜0.05），表明天山雪莲具有一定增加棕色脂肪线粒体数量的作用，见图11

。表明天山雪莲可能具有促进棕色脂肪细胞线粒体生物发生，促进葡萄糖摄取的作用。

随着年龄的增长，人体逐渐衰老，各项生理机能随之下降，尤其脾胃的运化功能下降明显使水谷精微不能被人体正常吸收利用而化为痰、浊、膏、脂，在体内积累，发展为脂质代谢异常、肥胖等[13]。

机体的衰老导致血脂代谢异常的风险大幅度上升，伴随着TG、LDL水平升高，HDL水平下降，脂质代谢异常会干扰脂肪细胞的正常生理功能，影响脂肪因子的分泌[14-15]。本研究中，造模小鼠出现活动性差、精神萎靡、舌质紫瘀等表征，血脂指标TC、TG、LDL-C含量显著升高，iWAT指数上升、状态松散且细胞直径较大，BAT指数下降、形态“白色化”，表明老年脂质代谢异常（气虚血瘀证型）小鼠造模成功。

心脑血管疾病是全球发病率和死亡率最高的疾病之一，且风险随着年龄的增长而增加，血脂异常是心脑血管疾病重要发生因素之一[16]。本研究中，天山雪莲能显著降低老年脂质代谢异常小鼠血清中TC、TG含量；降低注射葡萄糖后不同时间段血糖值以及AUC；上调脂肪细胞葡萄糖代谢基因Glut 4表达水平，表明天山雪莲对血脂异常具有改善作用，维持脂质稳态。天山雪莲改善脂质代谢异常的机制与调节脂肪可塑性和线粒体功能障碍具有密切的关系。

衰老会引起脂肪组织组成和分布发生变化，进而影响机体代谢，打破全身能量稳态，引起代谢并发症的逐渐发展。在哺乳动物中，脂肪在能量稳态方面发挥着核心作用。脂肪组织分为WAT、BAT、米色脂肪组织，分别负责不同功能。白色脂肪细胞由单室脂滴占据大部分细胞体积，负责在营养过剩时以TG的形式储存多余的能量，WAT过度累积是肥胖的标志[17]。与WAT相比，棕色脂肪细胞由多房脂滴、中央细胞核和高密度线粒体构成，线粒体富含的铁元素使组织呈褐色。Ucp1是棕色脂肪组织中高表达蛋白，存在于线粒体内膜，能够利用脂肪酸破坏质子梯度，使二磷酸腺苷不能磷酸化为三磷酸腺苷，能量以热能的形式释放[18-21]。

因此，BAT不仅能调节体温功能，而且能够维持能量稳态和消耗过量营养物质，以防止肥胖和脂质代谢紊乱。脂肪具有可塑性，在寒冷、药物刺激下WAT会发生棕色化，上调Pgc-1α、Ucp1等产热基因的表达，增强产热作用；而当机体β-肾上腺素能信号受损、衰老，BAT会发生白化，产热功能降低，机体能量消耗减少。米色脂肪是一种特殊的脂肪细胞，干细胞与白色脂肪细胞相同，但具有棕色脂肪细胞特征，同样能够发挥产热的作用[22]。在衰老的过程中，人体内的BAT质量和活性会随之下降，主要表现为BAT活性显著降低、标志性产热基因Ucp1表达丧失。

通过18F-FDG-PET/CT成像检测发现BAT活性在青春期和性成熟期间增加，而在60岁以上的个体活性很难检测到[20]。而米色脂肪细胞形成能力也随之下降，导致产热功能受损，具体机制仍不清楚，有研究表明在衰老的过程中棕色化基因如Pparγ、Prdm16等表达水平会下降[23]。因此通过激活BAT功能和诱导WAT褐化是一种抵抗衰老引起的肥胖和代谢疾病的潜在治疗方法。

BAT和米色脂肪细胞中丰富的线粒体是机体维持能量代谢的关键，在代谢超载情况下能够通过非耦合呼吸产热对抗脂质代谢失常，防止肥胖、高血糖和糖尿病等疾病的发生[24]。线粒体功能障碍是衰老引起脂肪组织变化的主要原因之一。线粒体功能障碍引发的肥胖会进一步恶化线粒体功能，脂肪在体内调控失衡会引起炎症，导致活性氧的产生增加，引起氧化应激，最终进一步导致线粒体功能障碍，此外肥胖状态下过多的营养供应会打破正常的线粒体呼吸链和克氏循环，最终加剧肥胖的情况[23,25]。

线粒体功能障碍包括线粒体DNA突变增加、线粒体生物合成下降、葡萄糖转运抑制进而引起多种与衰老相关疾病如肥胖、2型糖尿病等[26]。脂肪组织中存在大量线粒体，而线粒体在脂肪细胞分化、BAT产热、调节胰岛素敏感性等方面发挥重要作用。膳食天然化合物诱导脂肪重塑和改善线粒体功能障碍以维持机体代谢稳态是具有潜力的治疗方法[27]。

本研究发现天山雪莲能够显著改善老年脂质代谢异常小鼠的血脂情况及血糖稳态，其机制可能是通过调节脂肪可塑性和改善线粒体功能障碍。天山雪莲给药后能够诱导iWAT棕色化、激活BAT、降低iWAT指数、升高BAT指数、改善脂肪组织状态，在动物和细胞水平上表明能上调棕色脂肪标志基因Prdm16、Pparγ及Pgc-1α表达水平，增加UCP1蛋白和基因的表达。天山雪莲对线粒体功能障碍的改善作用是通过增强线粒体合成基因Tfam的表达、葡萄糖代谢相关基因Glut 4表达和增加线粒体数量实现的。综上所述，天山雪莲能够通过改善脂质代谢、脂肪可塑性、线粒体功能障碍等多方面来综合调节老年小鼠的脂质代谢异常。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献（略）

来 源：贺润铖，黄芷棋，冯倩倩，宁一博，孙建宁，张硕峰，董世芬．天山雪莲对老年脂质代谢异常（气虚血瘀型）小鼠的改善作用及机制研究 [J]. 中草药, 2022, 53(17): 5433-5444 .