维生素D在抑制肥胖及代谢综合征（MetS）和2型糖尿病等共患病中的作用近期受到了很大关注。然而，临床试验在论证维生素D补充的益处时屡屡碰壁。在大多数研究中，血清25-羟基维生素D [25(OH)D]随着正常体重以上的BMI的升高而降低。这种低25(OH)D水平也有可能是在阳光中紫外线（UVR）下的暴露减少的结果。
为了了解UVR和/或维生素D补充是否能影响肥胖和2型糖尿病的发展，西澳大利亚大学的Geldenhuys等在肥胖小鼠模型中进行了一项实验，发现紫外线照射可以独立于维生素D地抑制小鼠的肥胖和代谢综合征症状，文章最近发表在Diabetes上。
实验选用C57BL/6雄性小鼠，饲养在有机玻璃过滤荧光的光照下，用12小时亮/暗周期模拟昼夜交替。饮食分四种，即低脂饮食（5%脂肪；芥花籽油）补充（LF-D+）或不补充（LF-D-）维生素D3（2,280或0 IU维生素D3/kg），高脂饮食（23%脂肪；20.7%猪油加2.9%芥花籽油）补充（HF-D+）或不补充（HF-D-）维生素D3（2,280或0 IU维生素D3/kg）。
紫外线照射使用的是发出宽频UVR（250-360nm）的40W灯泡，其中有65%是UVB辐射（280-315nm），实验时用亚红斑（1kJ/m2）或红斑（4或8kJ/m2）UVR照射在备皮过的8cm2大小的背部皮肤上。具体实验流程见图1。
研究者测量了小鼠的体重增加情况、葡萄糖耐量试验、血清代谢产物（如25(OH)D、钙、胆固醇、HDL胆固醇，LDL胆固醇、甘油三酯、血糖、胰岛素、脂联素、瘦素、白介素-6、TNF-α、白介素-10），对肝组织进行非酒精性脂肪肝（NAFLD）程度进行评分，并测量了皮肤NO水平。
实验发现，长期亚红斑和红斑UVR显著抑制体重增长、葡萄糖不耐受、胰岛素抵抗、非酒精性脂肪肝发展，以及高脂饮食的C57BL/6雄性小鼠的空腹胰岛素、血糖和胆固醇。然而，UVR产生的这些效果有许多都不能由维生素D补充得到。
在进一步的机制研究中，研究者用0.1mmol S-亚硝基-N-乙酰基青霉胺（SNAP，NO供体）处理皮肤，其他处理组用2-4-羧苯基四甲基咪唑烷-1-氧-3-氧化物钾盐（cPTIO，NO清除剂）或1,25(OH)2D处理亚红斑UVR照射过的皮肤。结果显示，UVR诱导的中介物NO可以重复出UVR的许多作用。
这一研究提示，UVR（日光照射）可能是抑制肥胖和代谢综合征发展的一种有效措施，且UVR的这一作用与维生素D无关，而是由其他UVR诱导的中介物如NO所产生的。
图1 实验方法。用低脂饮食（LF-D+或LF-D-）对4周龄C57BL/6雄性小鼠进行4周喂养。8周龄时，一部分小鼠继续这种饮食，另一部分小鼠换用HF-D+或HF-D-饮食。与此同时，每个饮食组被进一步分为3组，分别接受亚红斑UVR（1kJ/m2，每周2次）或红斑UVR（4kJ/m2，2周一次）长期照射，或不接受UVR照射。每组小鼠按各自方案接受12周喂食和UVR照射，直到20周龄。共有12个处理组，每组18只小鼠。此实验共进行2次。
图2 长期UVR皮肤暴露，维生素D饮食，以及高脂饮食对血清25(OH)D水平的作用。A：对4周龄C57BL/6雄性小鼠给予4周低脂饮食（LF-D+或LF-D-）。B-D：8周龄时（第0周），一部分小鼠继续这种饮食，另一部分小鼠换用HF-D+或HF-D-饮食。
同时，每个饮食组被进一步分为3组，在接下来的12周分别不接受UVR照射（B）或接受亚红斑UVR（1kJ/m2，每周2次，C）或红斑UVR（4kJ/m2，2周一次，D）长期照射。在B-D中描述了接受12周UVR/饮食干预小鼠的血清25(OH)D水平。数据采用平均值±标准差形式，每次n=4-9只小鼠，由2次独立实验汇总。
图3 长期UVR暴露抑制无维生素D补充的高脂或低脂饮食小鼠的体重增加。对4周龄C57BL/6雄性小鼠给予4周低脂饮食（LF-D+或LF-D-）。A和B：8周龄时（第0周），一部分小鼠继续这种饮食，另一部分小鼠换用HF-D+或HF-D-饮食。同时，每个饮食组被进一步分为3组，在接下来的12周分别不接受UVR照射或接受亚红斑UVR（1kJ/m2，每周2次）或红斑UVR（4kJ/m2，2周一次）长期照射。
A和B中描述了接受12周UVR/饮食干预（到20周龄）小鼠的体重增加百分比水平，A为高脂饮食组，B为低脂饮食组。数据采用平均值±标准差形式，n=18只小鼠/处理，来自2次独立实验的代表性样本。C：所有处理组接受各自UVR/饮食干预12周后（20周龄）的总体重增加（平均值±标准差）。D：接受UVR/饮食干预12周后（20周龄）测量性腺脂肪垫重量（n=18只小鼠/处理）。数据对2次独立实验具有代表性（平均值±标准差）。
图4 长期UVR显著降低高脂饮食小鼠的肝脂肪变性和小叶气球样变的程度。对4周龄C57BL/6雄性小鼠给予4周低脂饮食（LF-D+或LF-D-）。8周龄时，一部分小鼠继续这种饮食，另一部分小鼠换用HF-D+或HF-D-饮食。同时，每个饮食组被进一步分为3组，分别不接受UVR照射（A,D,G和J）或接受亚红斑UVR（1kJ/m2，每周2次；B,E,H,K）或红斑UVR（4kJ/m2，2周一次；C,F,I和L）长期照射。
接受UVR/饮食干预12周后（20周龄），取肝标本进行肝脏组织病理学检测（n=10/处理，数据汇总自2次独立实验）。A-L：每种处理的代表性肝组织切片，苏木精-伊红染色（B和C，原始放大率 ×20[相当于150μm]）。肝脂肪变性（蓝箭头）和小叶气球样变（红箭头）示例如G。
图5 长期UVR暴露显著降低高脂饮食小鼠肝组织病理学病变程度。对4周龄C57BL/6雄性小鼠给予4周低脂饮食（LF-D+或LF-D-）。8周龄时，一部分小鼠继续这种饮食，另一部分小鼠换用HF-D+或HF-D-饮食。同时，每个饮食组被进一步分为3组，分别不接受UVR照射（A,D,G和J）或接受亚红斑UVR（1kJ/m2，每周2次；B,E,H,K）或红斑UVR（4kJ/m2，2周一次；C,F,I和L）长期照射。
图示接受UVR/饮食干预12周后（20周龄），肝脏组织病理学评分（n=10/处理，数据汇总自2次独立实验）（A），肝脏重量（n=18/处理，数据来自代表性样本）（B），血清钙水平（n=4-8/处理，数据汇总自2次独立实验）（C）以及血清TNF-α水平（n=12-18/处理，数据汇总自2次独立实验）（D）。数据采用平均值±标准差形式。
图6 UVR诱导的中介物NO可以调节高脂饮食小鼠的体重、白色脂肪组织（WAT）积累、葡萄糖代谢以及NAFLD发展。A和B：利用DAF-2DA底物，显示低脂饮食成年C57BL/6雄性小鼠皮肤NO水平，对皮肤给予载体，1kJ/m2UVR，或NO供体SNAP处理5分钟后，进行定量测量（每秒光子数）（A），B图为代表性皮肤荧光。
对4周龄C57BL/6雄性小鼠给予4周LF-D-饮食。8周龄时，一部分小鼠继续这种饮食，另一部分小鼠换用HF-D-饮食。HF-D-组被进一步分为5组。对这些小鼠的背部皮肤进行备皮，并给予以下处理1）只用载体处理，2）长期亚红斑UVR（1kJ/m2，每周2次）照射后载体处理，3）局部用SNAP处理，4）长期亚红斑UVR照射后cTPIO处理，5）长期亚红斑UVR照射后1,25(OH)2D处理。
皮肤/饮食干预持续12周直至小鼠20周龄。C：皮肤NO水平，皮肤处理10分钟后（n=8只小鼠/处理）。D：小鼠体重、体重增加和WAT重量（n=18只小鼠/处理）。E：空腹葡萄糖和GTT AUC（n=8只小鼠/处理）。F:空腹胰岛素和ITT AUC（n=8只小鼠/处理）。G：肝组织病理学评分（n=8只小鼠/处理）。数据来自1次实验，以平均值±标准差呈现。
