obiecte

abstract

Obezitatea este cea mai frecventă boală din lume, prezentând un risc serios pentru diferite boli cronice. Cu toate acestea, în prezent nu există agenți terapeutici care să reducă greutatea corporală fără a provoca reacții adverse grave. Pentru a preveni și/sau trata obezitatea și bolile asociate printr-o abordare nutraceutică, am dezvoltat orez transgenic îmbogățit cu resveratrol, acumulând 1,4 μg/g de resveratrol în boabele sale, DJ-526. Hrănirea șoarecilor cu orez îmbogățit cu resveratrol DJ-526 a prezentat un efect anti-obezitate excelent, cu o reducere a greutății corporale și a volumelor de grăsime abdominală comparativ cu martorii de 20,0% și 31,3%. Consumul de orez DJ526 îmbogățit cu resveratrol, de asemenea, a îmbunătățit semnificativ profilurile de lipide din sânge și nivelurile de glucoză în experimentele pe animale. Orezul nostru DJ-526 îmbogățit cu orez resveratrol ar putea oferi o modalitate sigură și convenabilă pentru persoanele cu obezitate și boli asociate, fără modificări majore ale stilului de viață sau efecte secundare adverse la medicamente.

Resveratrolul (3,5,4'-trihidroxi-trans-stilben) este bine cunoscut pentru funcția sa de scădere a lipidelor, precum și pentru efectul său de restricție a caloriilor, care este considerat a fi una dintre cele mai bune componente antiobezitate 8, 9, 10, 11 . Pentru a crea un mod mai eficient și mai convenabil pentru consumul nutrițional de resveratrol, altul decât vinul roșu, unul dintre principalele eforturi de cercetare în știința plantelor a fost crearea plantelor de cereale transgenice care acumulează resveratrol în boabele lor 12, 13. Cu toate acestea, resveratrolul a fost găsit doar la niveluri scăzute în frunze și tulpini, pe lângă lucrările noastre anterioare 14. Am creat anterior orez îmbogățit cu resveratrol prin transferarea genei de biosinteză a resveratrolului, gena stilbene sintază (STS) către orezul Dongjin printr-o abordare de validare a expresiei 15. Dintre 398 de puieți mici T 1, o linie de plante de orez îmbogățite cu resveratrol, DJ-526, a prezentat caracteristici agricole excelente, precum și acumularea unor cantități mari de resveratrol în boabele sale.

Planta mamă de orez îmbogățit cu resveratrol DJ-526, Oryza sativa japonica, orez Dongjin dezvoltat de Coreea pentru dezvoltare rurală, are proprietățile de a avea boabe bogate în fibre și polifenoli cu activitate anti-obezitate 14. Orezul DJ-526 îmbogățit cu resveratrol, care pe lângă fibre și polifenoli acumulează și cantități mari de resveratrol în cereale, ar putea fi un nutraceutic ideal pentru tratamentul obezității și a bolilor conexe. Scopul acestui studiu a fost de a determina dacă orezul îmbogățit cu resveratrol DJ-526 este eficient pentru obezitate și bolile asociate acestuia printr-o combinație sinergică a proprietăților înnăscute anti-obezitate ale orezului Dongjin și a proprietăților de scădere a lipidelor ale resveratrolului transgenic. Experimentele noastre pe animale au arătat că orezul îmbogățit cu resveratrol DJ-526 are puternice efecte anti-obezitate și îmbunătățește semnificativ toate aspectele bolilor legate de obezitate, sugerând potențialul său ca nutraceutic al obezității.

Rezultatul

Boabele de orez îmbogățit cu resveratrol DJ-526 conțineau o cantitate mare de resveratrol

resveratrol

(a) Profil HPLC al unui amestec standard de piceid și resveratrol. b) Profilul HPLC al boabelor de tip sălbatic Dongjin. (c) Profilul HPLC al boabelor de orez îmbogățit cu resveratrol DJ-526. Săgețile indică piceid (P) și resveratrol (R), care corespund fiecărui standard.

Imagine la dimensiune completă

Orezul DJ-526 îmbogățit cu resveratrol a prezentat un excelent efect anti-obezitate prin reducerea greutății corporale și a volumelor de grăsime abdominală.

(a) Modificări ale greutății corporale a șoarecilor în decurs de 12 săptămâni. Valorile reprezintă media ± SEM (n = 30). Testul t al Studentului nepereche a fost utilizat pentru analiza statistică; *** p

Efectele orezului DJ-526 îmbogățit cu resveratrol asupra șoarecilor colesterol total (a), HDL-colesterol (b) și LDL-colesterol (c) pe parcursul unei perioade experimentale de 12 săptămâni. Valorile reprezintă media ± SEM (n = 30). Valorile din figura superscriptată indică semnificația statistică analizată prin testul t al Studentului nepereche; (a): p

Datorită efectului sinergic al efectului endogen anti-obezitate al orezului Dongjin și a efectului de scădere a lipidelor al resveratrolului, orezul îmbogățit cu resveratrol DJ-526 are o activitate anti-obezitate mai puternică decât orezul Dongjin singur, deci resveratrolul îmbogățit cu orezul DJ-526 poate fi utilizat pentru tratarea și prevenirea obezității.boli. Severitatea și prevalența obezității și a bolilor conexe, precum bolile cardiovasculare și diabetul, sunt mult mai severe în multe țări decât în ​​țările dezvoltate. Lipsa asistenței medicale din țările în curs de dezvoltare face ca obezitatea și bolile conexe să devină o problemă mai gravă în țările în curs de dezvoltare decât în ​​țările dezvoltate. Credem că orezul îmbogățit cu resveratrol DJ-526 ar putea fi o alternativă excelentă pentru gestionarea obezității și a bolilor conexe, nu numai în țările dezvoltate, ci și în țările în curs de dezvoltare.

Munca noastră oferă inspirație pentru dezvoltarea viitoare a culturilor modificate genetic. Această lucrare a arătat că efectul sinergic al proprietății înnăscute a plantei gazdă și a proprietății transgenice a crescut semnificativ proprietatea originală anti-obezitate a orezului Dongjin. Credem că o selecție atentă a plantei gazdă și a transgenului ar duce la crearea unei culturi funcționale foarte interesante pentru a gestiona multe boli cronice.

metode

Cuantificarea resveratrolului și a piceidului

Boabele vechi de opt săptămâni și mature de cultivare Dongjin de tip sălbatic și plante de orez DJ-526 îmbogățite cu orez cu resveratrol au fost folosite pentru a determina nivelurile de resveratrol și de resveratrol glucozid piceid, așa cum s-a descris mai sus. După ce probele de frunze și cereale proaspete au fost liofilizate, probele au fost omogenizate pentru a fi extrase cu 80% etanol. 1 μl din fiecare probă a fost analizat prin HPLC cu fază inversă echipat cu un detector UV în condiții de gradient (ACQUITY TUV, Waters, Milford, SUA). O coloană ACQUITY UPLC BEH-C18 1,7 μm (2,1 mm x 100 mm, Waters) a fost utilizată la un debit de 0,4 ml/min. Faza mobilă a fost de 10 până la 90% acetonitril (ACN). Eluarea în gradient a fost efectuată după cum urmează: 0 min, 10% ACN; 1,54 min, 10% ACN; 10 minute, 15% ACN; 22 min, 25% ACN; 22,4 min, 90% ACN; și 25 de minute, 90% ACN; urmată de reechilibrarea coloanei cu 10% ACN timp de 5 minute înainte de următoarea injecție. Fiecare vârf al metaboliților probelor și probelor chimice standard a fost calculat utilizând software-ul Empower (Waters) pentru a determina cantitatea de metaboliți. Fracțiunile HPLC de resveratrol și picid au fost verificate în continuare utilizând analiza GC-MS cu un sistem GC/MS 6890/5973N (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, SUA) echipat cu o coloană capilară Rtx-5MS (30 mm x 0,25 mm ID, grosime folie 0,25 μm).

Experimente pe animale

Șoareci C57BL/6 femele de 6 săptămâni (Joongang Experimental Animal Co., Seoul, Coreea) au fost cumpărate și aclimatizate timp de 2 săptămâni. Animalele au fost apoi hrănite cu o dietă bogată în grăsimi (HFD) conținând 45% calorii sub formă de untură (D12451, Research Diets Inc., New Brunswick, NJ, SUA) timp de 12 săptămâni. Șoarecii cu obezitate indusă de dietă și boli asociate au fost randomizați și hrăniți cu HFD, HFD modificat în care porumbul și zaharoza au fost înlocuiți cu orez Dongjin și HFD modificat, în care porumbul și amidonul au fost înlocuiți cu orez îmbogățit cu DJ. 526. Aportul alimentar și greutatea corporală au fost măsurate în mod regulat, iar probele de sânge au fost luate la momentele indicate. Glicemia din jeun a fost măsurată utilizând un glucometru Accu-check (Roche, Indianapolis, IN, SUA) și analiza profilului lipidic a fost efectuată ca metodă colorimetrică enzimatică (Asan Pharm., Yongjin, Coreea). Volumul de grăsime a fost analizat de la șoareci anesteziați in vivo cu rezoluție ridicată (Skyscan 1076; Skyscan, Konitech, Belgia). Zonele de grăsime totală, grăsime viscerală și grăsime subcutanată au fost analizate folosind imagini Micro-CT la nivelul discului intervertebral L1-L5 folosind software-ul CTan Ver.1.10 (Skyscan).

Toată îngrijirea și utilizarea animalelor au fost efectuate în strictă conformitate cu orientările etice ale Comitetului etic al Laboratorului Național Universitar pentru Laboratoarele Chonbuk din Laboratorul Național al Animalelor, iar instituția a aprobat un protocol de studiu pe animale.

Informatii suplimentare

Fișiere PDF

Informatii suplimentare

Tabel suplimentar S1

Comentarii

Prin trimiterea unui comentariu, sunteți de acord să respectați Termenii și condițiile și Regulile comunității. Dacă considerați că acesta este un act ofensator care nu este conform cu termenii sau liniile directoare, vă rugăm să îl marcați ca fiind inadecvat.