一种新疗法改善了高脂肪饮食小鼠的肥胖和2型糖尿病

阿拉巴马大学伯明翰分校开发的一种新疗法改善了喂食高脂肪饮食的小鼠的肥胖和2型糖尿病。该疗法通过持续释放一氧化氮起作用，一氧化氮是一种气体信号化学物质，其在体内最重要的功能是放松血管的内侧肌肉。

“由于一氧化氮的生物利用度降低是心脏代谢综合征的标志，因此持续供应外源性一氧化氮可能是治疗心脏代谢综合征的有效方法，”UAB研究负责人Jeonga Kim博士说。“通过局部输送一氧化氮来减轻体重的策略可能是预防和治疗多种代谢疾病的一种新颖，有效和安全的方法。

这项研究发表在ACS Applied Materials & Interfaces杂志上，使用了一种巧妙的自组装纳米矩阵凝胶，能够在最初的24小时内释放出一氧化氮，然后持续释放一氧化氮四周。该凝胶由UAB研究人员Ho-Wook Jun博士和Brigitta Brott博士开发，并由其UAB分拆公司Endomimetics LLC通过UAB Harbert创新与创业研究所获得许可。

将凝胶皮下注射到每两周一次的8周龄小鼠中，持续12周。凝胶注射小鼠和对照小鼠喂食高脂肪饮食，已知可诱导肥胖和胰岛素抵抗。

在12周结束时，与对照组相比，一氧化氮小鼠的体重增加了17%，体重差异主要是由于脂肪减少，而不是瘦体重或含水量。研究人员看到酶激素敏感脂肪酶的磷酸化增加，附睾白色脂肪组织(eWAT)中脂肪细胞的大小减小。增加脂肪分解可以解释体重减轻，Kim说。

一氧化氮小鼠还显示出葡萄糖耐量的改善，空腹血清胰岛素和瘦素水平的降低。

Kim及其同事发现，与对照组相比，一氧化氮小鼠炎症和代谢的测量值发生了广泛的变化。四个炎症基因的表达，包括巨噬细胞的标志物，在eWAT中减少。

一氧化氮凝胶似乎还通过增加棕色脂肪组织和米色脂肪组织中未耦合蛋白1的基因表达来刺激脂肪组织的褐变。已知一氧化氮会增加线粒体生物发生，线粒体生物发生是白色脂肪细胞转化为米色脂肪细胞的机制。棕色脂肪组织或棕色脂肪产生热量以在寒冷条件下维持体温。来自一氧化氮小鼠的棕色脂肪组织和腹股沟脂肪组织中的脂肪细胞也小于对照组的细胞。

一氧化氮凝胶还可以预防非酒精性脂肪性肝病，如肝重降低，肝脏中的甘油三酯减少，血清中的甘油三酯和胆固醇降低。一氧化氮凝胶还改善了胰岛素敏感性，这是通过增加骨骼肌，肝脏或eWAT中五种胰岛素信号分子的表达来测量的。

接受一氧化氮凝胶的小鼠也改善了脑血流量，并且它们表现出显着改善的空间学习能力，正如Morris水迷宫测试所测量的那样。目前尚不清楚这些变化是一氧化氮的直接作用，还是通过脂肪细胞乞糜的神经保护作用介导的。

与Kim，Jun和Brott在研究中的共同作者，“皮下施用一氧化氮释放纳米矩阵凝胶改善高脂肪饮食诱导的肥胖小鼠的肥胖和胰岛素抵抗”，是Uab医学系，内分泌，糖尿病和代谢部门的Guang Ren和Sushant Bhatnagar;Patrick Tae Joon Hwang和Reid Millican，Endomimetics，LLC，伯明翰，阿拉巴马州;Shin Juhee，UAB生物医学工程系;Brigitta C. Brott和Martin E. Young，UAB医学部心血管疾病部;和Thomas van Groen和Craig M. Powell，UAB神经生物学系。

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