脂质分解和合成之间的代谢失衡导致脂质积累和血脂异常,诱发高血脂、肥胖、糖尿病等代谢性疾病。现有的降脂药物均为单一靶向药物,某些药物可能阻断正常生理功能。因此,安全高效的降脂药物研发成为了全球生物医药产业领域的焦点。人参皂苷是人参中的主要活性成分,目前已经确定结构的单体皂苷有60余种。我们前期研究发现人参皂苷Rg2能够激活自噬,改善高脂饮食诱导的小鼠脂肪变性。在此基础上,本论文从人参皂苷糖链结构影响其脂代谢的能力入手,探讨它们的构效关系并选出降脂活性较好的人参皂苷CK,再进一步探讨其降脂作用的机制及靶点。主要研究内容和结果如下:本论文首先对人参皂苷糖链调节脂代谢的作用进行探讨。以含有相同苷元但不同糖链结构的人参皂苷Rb1、GXVII、GLXXV、CK和PPD为研究对象,构建肝细胞胰岛素抵抗模型评价其改善胰岛素抵抗的能力,并利用肥胖小鼠比较其调节脂代谢的作用。结果表明,随着糖链数量的减少,人参皂苷调节脂代谢活性增强,但糖链必不可少;其中人参皂苷CK具有最显著的降脂减重效果。接下来对人参皂苷CK降脂减重作用的分子机制进行研究。通过监测给予人参皂苷CK后的肥胖小鼠体重和体脂成分变化以及小鼠代谢活动,发现相比于减肥药物奥利司他,人参皂苷CK显著降低肥胖小鼠的体重和血脂,改善脂质沉积。在不改变小鼠食物摄入的情况下,CK提高小鼠的能量代谢。采用LC-MS质谱定量、蛋白质组学分析、western blotting和qPCR等技术分析CK介导的代谢通路,发现人参皂苷CK降低脂质合成能力,增加脂肪酸氧化能力,激活c AMP/PKA/HSL通路增强脂肪分解,促进脂酶ATGL表达,并且通过激活AMPK分子触发自噬。进一步对人参皂苷CK激活自噬的分子机制进行研究。利用自噬不同阶段的抑制剂及免疫荧光技术发现CK在自噬早期激活自噬,并持续至自噬体降解后期。再通过激光共聚焦技术观察发现人参皂苷CK诱导的自噬小体LC3与自噬体形成蛋白FIP200、自噬体成熟蛋白WIPI2、自噬溶酶体膜蛋白Eva1A均发生共定位现象。进一步western blotting实验证明人参皂苷CK以AMPK/ULK1依赖和mTOR非依赖的方式激活自噬。随后利用高浓度游离脂肪酸处理肝细胞模拟肥胖小鼠肝脏脂肪堆积情况,通过免疫荧光观察脂滴与自噬小体LC3及溶酶体蛋白LAMP1的共定位现象。结果表明人参皂苷CK驱动特异性脂噬,减少脂滴数量。但是采用si-RNA技术干扰Atg7的表达并不影响脂酶和脂代谢因子的表达水平。因此,人参皂苷CK通过增强脂噬和脂酶活性两个独立的途径促进脂肪分解。最后对人参皂苷CK增强脂噬和脂酶表达的靶点进行研究。采用HPLC-MS定量分析CK在肝细胞中的转运情况,CK进入胞内的含量随着处理时间的延长而增多。利用Pulldown方法探索人参皂苷CK作用的靶分子,并通过竞争性结合实验和免疫荧光发现人参皂苷CK与糖皮质激素受体GR结合后,促进GR移位至细胞核。利用双萤光素酶报告系统和ChIP-pcr技术探索CK通过GR调控脂肪酶ATGL转录的活性结构域,发现人参皂苷CK结合GR并靶向ATGL转录起始位点-430～-310 bp区。进一步通过RNA干扰敲低GR的表达能显著抑制CK诱导的脂噬和脂肪酸氧化。综上所述,人参皂苷CK与GR结合并靶向ATGL,通过增强脂噬和脂酶ATGL表达,促进脂肪分解,抑制脂肪沉积。因此,人参皂苷CK可作为一种用于降脂减重的优选自噬调节剂。本文的研究成果为改善高血脂、肥胖及其他脂代谢相关疾病的天然药物研发提供了候选分子。