肥胖是塑化劑暴露誘發代謝異常的重要因子

研究顯示塑化劑(phthalates)屬內分泌干擾物(endocrine disrupting chemicals),長期暴露於塑化劑與代謝異常的風險呈正相關。本院國家環境醫學研究所鄒粹軍研究員團隊,分別以細胞與動物實驗探討塑化劑暴露誘發代謝異常的可能機轉。鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的主要代謝物鄰苯二甲酸單(2-乙基己基)酯(MEHP),已被證實能夠活化過氧化物酶體增殖物活化受體γ(PPARγ);在此細胞實驗中,脂肪細胞(3T3-L1 adipocytes)以MEHP(100 μM)處理後,MEHP會聚集於脂肪細胞內,經由活化PPARγ誘發脂肪細胞的褐化作用(browning-like effects),進而導致細胞內能量代謝的上升(圖1)。褐化作用能夠將脂肪細胞儲存的脂肪以熱能(thermogenesis)的形式釋出,可增加能量消耗並降低肥胖。

圖1:MEHP對於3T3-L1脂肪細胞內能量代謝的影響
(FGF21, fibroblast growth factor 21; T3, triiodothyronine; Bmp8b, bone morphogenetic protein 8b)

由於肥胖是導致代謝異常最主要的危險因子,因此,假設小鼠的肥胖程度可能影響DEHP誘發脂肪組織褐化(在正常體重小鼠),或干擾內分泌作用而導致代謝異常(在肥胖小鼠);在接下來動物實驗中,使用正常體重小鼠與肥胖小鼠,以管餵(gavage)給予DEHP(1.0 mg/kg 每日每公斤體重(BW/day))持續25週,其間持續監測其代謝與生理參數的變化,處理結束後,分析脂肪與肝臟組織中轉錄組體的變化,以釐清DEHP與肥胖二者在代謝異常中的潛在相互作用。

動物實驗結果顯示,正常體重小鼠經DEHP處理後,血液中的FGF21表現量與棕色脂肪組織的重量皆顯著上升,伴隨著白色脂肪組織內褐化標記基因與褐化相關訊息路徑的活化(圖2上方:正常體重小鼠),白色脂肪組織褐化通常被認為有助於改善代謝功能異常,但也有研究指出褐化作用可能帶來負面的健康效應,這點必須謹慎詮釋;另一方面,肥胖小鼠經DEHP處理後,發現其體重與體脂肪增加、葡萄糖耐受不良與胰島素阻抗顯著上升,並伴隨著白色脂肪組織發炎、脂肪肝,以及脂肪性肝炎的惡化(圖2下方:肥胖小鼠)。此動物實驗結果顯示DEHP暴露會促使肥胖小鼠的代謝異常進一步惡化,證實肥胖是塑化劑暴露誘發代謝異常的重要因子。

圖2:DEHP對於正常體重小鼠及肥胖小鼠代謝功能異常的影響

參考文獻

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文/圖:國家環境醫學研究所許至緯博士班研究生、鄒粹軍研究員

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