グルコースホメオスタシスに対するオメガ3脂肪酸の効果：遊離脂肪酸受容体1の役割

Effect of omega-3 fatty acids on glucose homeostasis: role of free fatty acid receptor 1.

• Shaimaa H El-Fayoumi
• Amr A A Mahmoud
• Ahmed Fahmy
• Islam A A E-H Ibrahim

抄録

インスリン抵抗性は世界的な健康問題となっている。本研究では、遊離脂肪酸受容体1（FFAR1）の役割に着目し、エイコサペンタン酸（EPA）のブドウ糖恒常性への急性効果と、魚油オメガ3脂肪酸のインスリン抵抗性への慢性効果を検討した。マウスに高果糖高脂肪食（HFrHFD）を16週間与えてインスリン抵抗性を誘導した。第1部では、標準食（SCD）およびHFrHFDを与えたマウスを対象に、EPA単独およびGW1100およびDC260126（FFAR1ブロッカー）との併用によるグルコースホメオスタシスおよび肝ホスファチジルイノシトール4,5-ビスフォスフェート（PIP2）およびジアシルグリセロール（DAG）への急性効果を検討した。第2部では、魚油オメガ3脂肪酸をHFrHFD給餌13週目から4週間投与した。血中および肝臓組織-インスリン抵抗性マーカーおよびFFAR1ダウンストリームシグナルの変化を実験終了時に記録した。結果は、EPAはSCD給餌マウスのグルコース負荷後の0分および30分血糖値を増加させたが、HFrHFD給餌マウスの耐糖能を改善したことを示した。さらに、FFAR1ブロッカーは、耐糖能および肝PIP2およびDAGレベルに対するEPAの効果を減少させた。一方、魚油オメガ3脂肪酸の慢性的な使用は、インスリン抵抗性の指標を改善することなく、FBGレベルを増加させ、血清インスリンおよびトリグリセリドレベルを低下させた。また、肝β-arrestin-2、PIP2、pS473 Akt値は増加したが、DAG値は減少した。結論として、EPAはFFAR1の活性を調節することで、HFrHFD飼育マウスのグルコースホメオスタシスを急性的に改善した。しかし、魚油オメガ3脂肪酸を慢性的に摂取しても、インスリン抵抗性は改善されなかった。

Insulin resistance is a worldwide health problem. This study investigated the acute effects of eicosapentanoic acid (EPA) on glucose homeostasis focusing on the role of free fatty acid receptor 1 (FFAR1) and the chronic effects of fish oil omega-3 fatty acids on insulin resistance. Insulin resistance was induced by feeding mice high-fructose, high-fat diet (HFrHFD) for 16 weeks. In the first part, the acute effects of EPA alone and in combination with GW1100 and DC260126 (FFAR1 blockers) on glucose homeostasis and hepatic phosphatidyl-inositol 4,5-bisphosphate (PIP2) and diacylglycerol (DAG) were investigated in standard chow diet (SCD)- and HFrHFD-fed mice. In the second part, mice were treated with fish oil omega-3 fatty acids for 4 weeks starting at the week 13 of feeding HFrHFD. Changes in the blood- and liver tissue-insulin resistance markers and FFAR1 downstream signals were recorded at the end of experiment. Results showed that EPA increased 0 and 30 min blood glucose levels after glucose load in SCD-fed mice but improved glucose tolerance in HFrHFD-fed mice. Moreover, FFAR1 blockers reduced EPA effects on glucose tolerance and hepatic PIP2 and DAG levels. On the other hand, chronic use of fish oil omega-3 fatty acids increased FBG levels and decreased serum insulin and triglycerides levels without improving the index of insulin resistance. Also, they increased hepatic β-arrestin-2, PIP2, and pS473 Akt levels but decreased DAG levels. In conclusion, EPA acutely improved glucose homeostasis in HFrHFD-fed mice by modulating the activity of FFAR1. However, the chronic use of fish oil omega-3 fatty acids did not improve the insulin resistance.