肥胖是由体内脂肪组织堆积过多和/或分布异常所引起的慢性代谢性疾病。因肥胖引发的糖尿病、高血压、心血管等疾病逐年增加且呈年轻化趋势,膳食中蔬菜和水果中蕴含的丰富的植物化学物叶黄素（Lutein,LUT）,或具有潜在的减肥效应,但相关分子机制亟待深入研究。因此,本研究拟对肥胖大鼠,包括高脂喂养的SD大鼠和自发性肥胖大鼠（Zuker Diabetic Fatty,ZDF）进行叶黄素干预,探索叶黄素对肝脏和腹部脂肪组织的脂质沉积的改善作用;同时结合体外培养的3T3-L1成熟脂肪细胞实验,探讨叶黄素对基于SIRT1介导的脂代谢通路在脂质生成和分解中发挥作用的机制,为今后防治肥胖及肥胖相关疾病提供理论依据。第一部分:叶黄素对肥胖大鼠脂质沉积的改善作用目的:探讨膳食补充叶黄素对高脂喂养的SD大鼠及自发性肥胖ZDF大鼠脂质沉积的改善作用。方法:SD大鼠动物实验:雄性SD大鼠40只适应性喂养后均分为两组,分别喂养正常饲料与高脂饲料12天后,按体重及血清TC水平将正常组与高脂组均分为两组,每组10只,即正常组（ND）、正常干预组（ND+LUT）、高脂组（HFD）、高脂干预组（HFD+LUT）。叶黄素以25 mg/kg·bw的剂量干预5周后,留取血清、肝脏、肾周、腹部及睾周脂肪组织样本,用于检测血脂及脂代谢通路相关基因及蛋白的表达情况。ZDF大鼠动物实验:雄性ZDF大鼠51只,适应性喂养后按空腹血糖及体重分为6组,即空白对照组（CON,n=10）,ZDF/fa/+、模型组（ZDF,n=10）,ZDF/fa/fa、叶黄素干预组（LUT,n=9）,ZDF/fa/fa、白藜芦醇干预组（RES,n=9）,ZDF/fa/fa、叶黄素和白藜芦醇联合作用组（LUT+RES,n=6）,ZDF/fa/fa、尼克酰胺干预组（NAM,n=7）,ZDF/fa/fa。LUT组、RES组、联合作用组分别给予50 mg/kg.bw的叶黄素或/和100 mg/kg.bw的白藜芦醇,NAM组给予60 mg/kg.bw的尼克酰胺。干预20周末进行OGTT实验;干预23周末留取血清、肝脏、脂肪组织等脏器,用于检测血脂及脂代谢通路相关基因及蛋白的表达情况。结果:高脂喂养显著增加了SD大鼠的终体重、内脏脂肪指数、FPG、HOMA-IR、ALT及肝脏TG水平;叶黄素干预后,HFD+LUT组的终体重、腹部脂肪指数（P<0.05;P<0.05）,FPG、FINS及HOMA-IR（P<0.05;P<0.01;P<0.001）、ALT及肝脏TG均明显降低（P<0.01;P<0.001）;同时,高脂喂养显著增加了大鼠肝脏的脂肪变性、油红染色脂滴、腹部脂肪细胞的损伤、每100个细胞中较大腹部脂肪细胞的频率及平均面积;叶黄素干预后,HFD+LUT组肝脏的脂肪变性与气球样变评分明显降低,油红染色脂滴明显减少,缓解了腹部脂肪细胞损伤,每100个细胞中较大脂肪细胞的频率和平均面积均显著降低（P<0.001）。在ZDF大鼠实验中,与ZDF组相比,仅LUT+RES组终体重及体重增量均明显降低（P<0.05;P<0.05）,且LUT组、RES组、LUT+RES组的肝脏及腹部脂肪指数明显降低（P<0.05）;ZDF组的血清脂代谢指标（TC/TG/LDL-C/HDL-C）及胰岛素敏感性相关指标（FPG/FINS/HOMA-IR）均显著升高;与ZDF组相比,LUT组、RES组、LUT+RES组血清TG明显降低了22%、26%、31%（P<0.05;P<0.01;P<0.01）、OGTT的曲线下面积明显降低,肝糖原明显增加;关于肝损伤指标,与CON组相比,ZDF组大鼠血清AST/ALT、肝脏TG、MDA、GSH、ROS的含量均显著增加;而与ZDF组相比,LUT组、RES组、LUT+RES组血清ALT水平、肝脏TG、MDA、反映ROS含量的红色荧光强度均显著降低,且抗氧化酶GSH明显升高;肝脏和腹部脂肪形态学改变方面,叶黄素与白藜芦醇单独干预后,较大的腹部脂肪细胞的频率和平均面积显著减少（P<0.001）,肝细胞的脂肪变性明显缓解,油红染色脂滴显著减少,且联合干预组改善效果更明显（P<0.01）。结论:叶黄素是一种能有效改善肥胖大鼠肝脏及腹部脂肪沉积的植物化学物,可为预防肥胖及肥胖相关疾病提供新的防治措施。第二部分:叶黄素基于SIRT1-脂代谢通路改善腹部脂肪脂质沉积的机制研究目的:探讨膳食补充叶黄素对改善高脂喂养SD大鼠腹部脂肪组织及成熟的3T3-L1脂肪细胞脂质沉积的潜在分子机制。方法:动物实验:SD大鼠的分组及饲养同第一部分,并利用免疫组化、RT-PCR及蛋白质印迹实验等检测脂代谢相关基因及蛋白的表达。3T3-L1前脂肪细胞实验:采用“鸡尾酒”法,将3T3-L1前脂肪细胞诱导分化10-14天。当90%细胞呈现成熟脂肪细胞表型后,均分为4组:对照组（Con）、叶黄素干预组（Lut,40μM）、抑制剂组（Ex527,10μM）、联合作用组（Lut+Ex527）。干预24 h后,油红O染色监测脂滴形态,测定上清液甘油的释放量及细胞内TG含量,并检测脂肪细胞中TG分解及合成相关基因的表达。结果:高脂喂养显著降低了腹部脂肪组织SIRT1及参与TG分解相关蛋白Fox O1、ATGL的m RNA和蛋白水平及HSL、ACC的磷酸化水平,上调了参与TG合成相关蛋白SREBP-1、FAS的m RNA和蛋白表达水平;叶黄素干预后,HFD+LUT组腹部脂肪组织SIRT1蛋白表达明显增加,并显著上调了Fox O1、ATGL的m RNA和蛋白水平及HSL、ACC的磷酸化水平,显著下调了SREBP-1、FAS的m RNA和蛋白水平,从而促进了TG分解并抑制了TG的合成。同时,腹部脂肪组织的SIRT1、ATGL、p-HSL免疫组化染色结果与蛋白印迹实验结果一致。在成熟3T3-L1脂肪细胞实验中,叶黄素干预24 h显著增加了甘油释放量,细胞内TG和油红脂滴含量显著降低;同时Lut组SIRT1蛋白显著上调（P<0.001）,抑制了TG合成相关蛋白SREBP-1、FAS及ACC的表达,上调了TG分解相关蛋白Fox O1、ATGL及HSL的表达,从而使成熟3T3-L1脂肪细胞内TG合成受阻,脂滴分解加快,缓解了脂滴蓄积;Ex527与叶黄素联合孵育时,与Lut组相比,细胞内TG含量显著增加,上清液甘油释放量显著降低;SIRT1表达被显著抑制（P<0.05）,SIRT1介导的SREBP-1/FAS/ACC减少TG合成的效应以及Fox O1/ATGL/HSL促进TG分解的效应被阻断,脂滴蓄积明显。结论:叶黄素在腹部脂肪组织与成熟的3T3-L1脂肪细胞中通过激活SIRT1蛋白的表达,发挥脂质沉积的改善作用。叶黄素通过上调SIRT1,一方面抑制了SREBP-1/FAS/ACC通路减少TG的合成,从而削弱腹部脂肪组织与成熟的3T3-L1细胞的脂滴蓄积,另一方面上调了Fox O1/ATGL/HSL通路增加TG的分解,从而增强腹部脂肪组织与成熟的3T3-L1成熟细胞的脂质分解。第三部分:叶黄素基于SIRT1-脂代谢通路改善肝脏脂质沉积的机制研究目的:探讨膳食补充叶黄素改善高脂喂养SD大鼠及转基因ZDF大鼠肝脏脂质沉积的潜在分子机制。方法:同第一部分SD大鼠和ZDF大鼠的饲养。通过蛋白质印迹实验等检测脂代谢相关蛋白的表达。结果:高脂喂养显著降低了SD大鼠肝脏SIRT1（48%,P<0.01）及脂肪酸β-氧化相关蛋白PPARα、CPT1A、ACOX1的表达水平,抑制了参与肝脏脂肪酸从头合成相关蛋白的SREBP-1、FAS、ACC的表达水平;叶黄素干预后,HFD+LUT组肝脏的SIRT1蛋白表达明显增加,并显著上调了PPARα、CPT1A、ACOX1、ATGL蛋白表达及HSL的磷酸化水平,促进了肝脏脂肪酸β-氧化,同时显著下调了SREBP-1、FAS、ACC蛋白,抑制了肝脏脂肪酸的从头合成。在ZDF大鼠实验中,与CON组相比,ZDF组肝脏SIRT1、PPARα、CPT1A、ACOX1、ATGL及HSL、ACC的磷酸化水平的表达均显著下调,SREBP-1、FAS蛋白水平明显增加。与ZDF组相比,LUT组、RES组、LUT+RES组肝脏SIRT1及参与脂肪酸β-氧化的相关蛋白PPARα、CPT1A、ACOX1、ATGL及HSL的磷酸化水平均显著上调,促进了肝脏脂肪酸β-氧化,而参与肝脏脂肪酸从头合成的SREBP-1、PPARγ、FAS、ACC蛋白表达水平显著降低,抑制了肝脏脂肪酸的从头合成。另外,与ZDF组相比,LUT组、RES组、LUT+RES组肝脏AKT及PI3K蛋白的磷酸化水平均明显增强。结论:叶黄素通过上调肝脏SIRT1蛋白表达,一方面抑制SREBP-1/FAS/ACC减弱肝脏脂肪酸的从头合成,另一方面上调PPARα/CPT1A/ACOX1及ATGL/HSL增强脂肪酸的β-氧化,从而改善肝脏的脂质沉积。除此之外,叶黄素通过激活SIRT1-PI3K/AKT通路缓解ZDF大鼠胰岛素抵抗。