人類和一般哺乳類相同，白色脂肪組織主要儲存脂肪，而棕色脂肪則燃燒脂 肪具產熱功能。一般認為，人類的棕色脂肪組織在嬰兒時期最多，隨著年齡的增 加則逐漸減少。但近年已研究指出，成年人體中仍可偵測到具有UCP1 的棕色脂 肪 (Cypess et al., 2009; Yeung et al., 2003) ，而且這種經誘導產生在白色脂肪組織
中的棕色脂肪細胞，和典型棕色脂肪一樣含有大量粒線體及高度表現UCP1，具產
熱及增加代謝速率的潛力，這種由白轉褐的現象，稱為褐化 (browning) 。研究顯 示，給予PPARγ agonist 刺激，能增加小鼠白色脂肪組織 UCP1 基因表現 (Vernochet et al., 2009) 。而初代脂肪細胞在 PPARγ agonist 處理下，也能增加棕色脂肪相關基 因表現 (Ohno et al., 2012) ，顯示 PPARγ agonist 具有使白色脂肪組織褐化的功能。
山苦瓜中具生物活性的化合物包含皂素 (sponins) 、生物鹼 (alkaloids )、脂肪 酸、三帖類 (triterpenes) 與蛋白質等。根據本實驗室先前研究，苦瓜乙酸乙酯萃物 為PPARα 與 PPARγ 的雙效活化劑 (Chao & Huang, 2003) ，而自苦瓜分離出的 CLN 也已證實具有活化PPARγ 的能力 (Chuang et al., 2006) 。本實驗室也觀察到，山苦 瓜凍乾粉末餵食小鼠的白色脂肪組織粒線體生合成及UCP1 基因表現增加 (Lu et al., 2013) 。綜合以上，首先推測山苦瓜能透過活化 PPARγ 進而刺激白色脂肪組織 的褐化現象。本實驗以3T3-L1 脂肪細胞株作為試驗模式，探討山苦瓜萃物對於增 加脂肪細胞褐化關基因表現的潛力。
首先比較兩種分化方法以及三種處理時間對成熟脂肪細胞褐化及粒線體相關 基因表現的影響。結果顯示，以分化方法一培養的成熟脂肪細胞，以5 μM troglitazone 處理 4 天，觀察到脂肪細胞褐化相關基因改變幅度比處理 2 天的改變 幅度大，其中又以分化成熟前四天開始處理的結果重複性較高。後續實驗皆以 「分 化方法一」 3T3-L1 培養脂肪細胞，並在 「分化成熟前四日開始以樣品處理四天」。
綜合本實驗結果 (表 4-1) ，以山苦瓜乙酸乙酯萃物 (EAE) 、皂化物 (S) 、 不皂化物 (NS) 處理四天的脂肪細胞，PGC1α、UCP1、Cidea 等褐化相關基因表 現增加。而EAE 能增加粒線體中檸檬酸合成酶 (citrate synthase，CS) 的活性，推 論EAE 能刺激 PGC1α、Cox8b 的表現，調節和粒線體呼吸相關的基因，而非調控
Tfam、NrF1 等和粒線體生合成相關的基因。而山苦瓜中能活化 PPAR 的活性成分，
CLN、phytol 及 lutein 也能增加 UCP1 mRNA 表現，對於其他棕色脂肪相關基因也 各有影響，證實了山苦瓜中的PPAR 活性成分具刺激脂肪細胞表現褐化相關基因的 能力，而山苦瓜水萃物則無此效果 。
已知 β-adrenergic 的刺激能增加棕色脂肪組織中 UCP1 的表現、cAMP 含量以 及增加PKA 的磷酸化。而根據文獻，苦瓜籽油 (BMSO) 能增加 PKA
(cAMP-activated protein kinase) 磷酸化，顯示苦瓜中含有活化 β-adrenergic 及 PKA 訊息傳遞機制的成份 (P. H. Chen et al., 2012) 。另外也有研究指出，C/EBPβ 能與 PRDM16 共同刺激 PGC1α 及 UCP1 的轉錄，作用機制可能牽涉 PKA 和 PPAR 的 訊息傳遞系統。除此之外，C/EBPβ 也能與 CREP 共同作用在 CRE 來增加
PGC1α/UCP1 的轉錄活性 (H. Y. Chen et al., 2013) 。
本實驗結果顯示，山苦瓜乙酸乙酯萃物暨其區分物與 PPAR 活性成分 CLN 皆
能增加
C/EBPβ mRNA 表現，顯示山苦瓜乙酸乙酯暨其區分物及 CLN 可能透過
cAMP-PKA 訊息傳遞機制，來調節 UCP1 表現，但詳細機制仍需進一步的研究。
苦瓜已被證實其中所含之的三萜類物質可活化 AMPK 而促進 GLUT4 轉位並 增加葡萄糖汲取。根據本實驗室先前研究，山苦瓜水萃物暨其區分物可增加3T3-L1
脂肪細胞對葡萄糖汲取的能力，驗證苦瓜中除AMPK 活性外，也可刺激胰島素訊
息傳遞路徑中Akt 磷酸化 (周怡君，2010) 。給予血糖偏高之 C57BL/6J 公鼠不同 山苦瓜萃取物，結果顯示WE (山苦瓜全果凍乾粉末之水萃物) 與 WE-EAE (不含乙 酸乙酯可溶性成分之山苦瓜全果凍乾粉末水萃物) 具有極佳的降血糖效果，而 EAE (山苦瓜全果凍乾粉末之乙酸乙酯萃物) 並不具降血糖能力，顯示山苦瓜中改善血 糖之活性成分多數屬於水可溶解，但卻不含降體脂的成份 (呂侃霓，2012) 。另外，
5 % 黑豆漿培養之納豆菌處理山苦瓜水萃物可透過酵素水解方式對山苦瓜內成分 進行去醣基，使之具有降血糖之效果 (蔡豐隆，2012) 。綜合上述結果，推論山苦 瓜水萃物 (WE) 及經納豆菌作用之水萃物 (WEn) 之所以不影響脂肪細胞褐化及 粒線體生合成相關基因表現，是由於山苦瓜乙酸乙酯萃物與水萃物內所含之活化 成份不相同：前者能有效活化PPARγ，後者則具有降血糖活性成分，可能是 P
第二節 總結論
本研究所建立之 3T3-L1 脂肪細胞株可供為快速篩選具刺激褐化的苦瓜萃物/
區分物的試驗平台。山苦瓜乙酸乙酯萃物暨其區分物與自山苦瓜中分離出的單一 活化成分能活化PPARγ，增加 3T3-L1 脂肪細胞的褐化基因表現以及促進粒線體檸 檬酸合成酶的活性，顯示山苦瓜具有使白色脂肪細胞「褐化」的潛力。
表3-1 山苦瓜萃物/區分物對於 3T3-L1 脂肪細胞基因表現影響之統整表