作者丨張思瑋
近日，中國科學院上海營養與健康研究所樂穎影研究組利用飲食誘導的肥胖和代謝紊亂小鼠模型，結合體外實驗及飲食限制實驗，發現血液中膽固醇、葡萄糖、胰島素水平升高抑制肝臟維生素D代謝，降低血液25（OH）D3水平，進而揭示維生素D缺乏在肥胖及相關疾病發生的機制。相關研究線上發表於Molecular Nutrition & Food Research。
維生素D是一種人體必需的維生素，在發育、維持體內鈣磷穩態和骨骼健康中發揮重要作用，並具有調節免疫細胞功能、抗炎、抗氧化等作用。維生素D在肝臟經維生素D 25-羥化酶（主要是CYP2R1）催化生成25（OH）D，後者在腎臟經1α-羥化酶（CYP27B1）催化生成具有生物活性的1,25（OH）2D，或經24-羥化酶（CYP24）催化生成無生物活性的24,25（OH）2D。其中，25（OH）D是維生素D在血液中的主要形式，是衡量維生素D營養狀況的生物學指標。
流行病學資料表明，肥胖及相關代謝性疾病（高脂血症、胰島素抵抗、2型糖尿病）人群存在維生素D不足（血液25（OH）D 21-30 ng/ml）或缺乏（血液25（OH）D < 20 ng/ml），且補充維生素D不能有效提高血液25（OH）D水平。
研究中，研究人員首先利用高脂、高膽固醇飲食誘導的肥胖及糖脂代謝紊亂小鼠模型結合體外實驗探討維生素D缺乏發生的原因及機制。結果表明，與正常飲食小鼠相比，高脂飲食誘導的肥胖/胰島素抵抗小鼠出現血清25（OH）D3、1,25（OH）2D3顯著降低；肝臟Cyp2r1表達顯著降低；而腎臟Cyp27b1和Cyp24表達無顯著變化。
在高脂飲食導致肥胖的過程中，血液中先後出現膽固醇、甘油三酯、脂肪酸、葡萄糖和胰島素水平升高。這些變化發生在肝臟Cyp2r1表達降低及血液25（OH）D3濃度降低之前。高脂高糖飲食誘導的肥胖小鼠肝臟Cyp2r1表達也顯著低於正常飲食小鼠。高膽固醇飲食小鼠2天后就出現血液膽固醇水平顯著升高，肝臟Cyp2r1表達顯著降低，這些變化都發生在血液25（OH）D3濃度降低之前。
進一步的體外實驗發現，高濃度膽固醇、葡萄糖、胰島素單獨能抑制小鼠肝細胞Cyp2r1表達，脂肪酸則對Cyp2r1表達無顯著影響。這些結果提示高脂飲食誘導的肥胖小鼠血液膽固醇、血糖、胰島素升高，以及高膽固醇飲食導致的小鼠血液膽固醇升高，都能透過下調肝臟Cyp2r1水平，使肝臟25（OH）D合成減少，導致血液25（OH）D水平降低。
隨後，研究人員進一步利用高脂飲食誘導的肥胖及代謝紊亂模型小鼠，觀察透過限制飲食降低體重、改善糖脂代謝紊亂是否能改善維生素D代謝，結果發現將小鼠的攝食量降至對照小鼠的2/3後10周，小鼠的體重顯著降低，高膽固醇血癥、高血糖顯著減輕，肝臟Cyp2r1表達及血液25（OH）D水平顯著升高。
上述研究結果表明，治療肥胖及糖脂代謝紊亂不僅有利於改善維生素D代謝及維生素D缺乏，而且可以透過提高肝臟Cyp2r1水平增強維生素D補充的療效。
