HDL和apoA-I模拟肽对脂肪细胞分泌功能的影响及其机制探讨

摘要

背景:动脉粥样硬化性疾病是严重危害人类健康的主要疾病。肥胖是冠心病的独立危险因素，而脂肪细胞的功能改变是引起肥胖的核心因素，因此，研究脂肪细胞的功能对于肥胖、冠心病的防治具有重要意义。脂肪细胞的功能越来越受到重视，并得到重新认识，目前认为脂肪细胞功能改变与动脉粥样硬化密切相关。 脂肪组织是体内最大的能量储存器官，脂肪细胞的主要功能是以甘油三酯的形式储存过多的能量；此外，脂肪细胞还具有重要的内分泌功能，可以分泌一系列脂肪因子，其中很多与动脉粥样硬化的发病机制有关。脂肪组织可通过分泌各种促炎性的脂肪因子，进而引起全身的慢性炎症反应状态。脂联素是由脂肪组织特异性分泌的一种炎症相关性蛋白质，目前认为脂联素是胰岛素抵抗、糖尿病和动脉粥样硬化的保护性因子。炎性细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNFα)水平升高与动脉粥样硬化的严重性密切相关，脂肪细胞是体内内源性TNFα的重要来源之一。单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)是单核细胞强有力的趋化因子，也是动脉粥样硬化反应的促发信号，脂肪细胞可在多种刺激物的诱导下产生MCP-1。 脂多糖(LPS)是一种公认的炎症刺激物。低密度脂蛋白(LDL)经过氧化修饰后具有致动脉粥样硬化作用，而氧化型低密度脂蛋白(oxLDL)除了参与形成泡沫细胞外，还在局部慢性炎症反应中起一定的作用。与oxLDL相反，高密度脂蛋白(HDL)被认为具有抗动脉粥样硬化及心血管保护作用，但其具体机制尚不十分清楚。研究已经证实，HDL参与调节脂肪细胞内脂质代谢，但HDL对脂肪细胞炎症反应的调节尚未见报导。有研究提示，HDL的主要载脂蛋白之一载脂蛋白A-I(apoA-I)和apoA-I模拟肽是有效的抗炎剂并可能对动脉粥样硬化具有临床治疗潜能，但是apoA-I模拟肽对脂肪细胞是否也具有抗炎作用尚不为人所知。过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)是主要表达于脂肪组织的一种核受体。核因子kB(NF-kB)调控多种细胞因子的转录，参与了动脉粥样硬化发生发展的多个步骤，在动脉粥样硬化中起重要作用。CCAAT/增强子结合蛋白(C/EBPs)是NF-kB以外的另一类重要的细胞核转录调控因子。目前的研究显示，PPARγ、NF-kB或C/EBPs均不同程度地参与了某些细胞因子的转录调控，其可能也部分地参与调控脂肪细胞脂肪因子的转录与分泌，但具体作用及信号通道仍须进一步的研究。 目的:观察HDL和apoA-I模拟肽L-4F对炎症状态下3T3-L1脂肪细胞脂联素、TNF α及MCP-1的上清液浓度及其mRNA表达的影响，并探讨其可能的作用机制。 方法: 3T3-L1脂肪细胞促分化成熟后，分成三组：(1)LPS刺激组：脂多糖(LPS)刺激脂肪细胞处于炎症状态，给予不同浓度的HDL(10-100μg/ml)和L-4F(1-50μg/ml)干预，收集细胞和培养上清液，测定细胞上清液脂联素浓度，脂肪细胞脂联素和PPARγmRNA表达水平，及NF-kB活性。(2)oxLDL刺激1小时组：oxIDL刺激脂肪细胞1小时，给予不同浓度的HDL(10-100μg/ml)和阿托伐他汀(0.1-10μM)，及H-89(10μM)+HDL(100μg/ml)干预，收集细胞，测定脂肪细胞TNFα和PPARγmRNA表达水平，IkB蛋白浓度及NF-kB活性。(3)oxLDL刺激不同时间组：oxLDL分别刺激脂肪细胞1、6、12小时，给予不同浓度的HDL(10-100μg/ml)、L-4F(1-50μg/ml)，H-89(10μM)及H-89+FHDL(100μg/ml)或H-89(10μM)+L-4F(50μg/ml)干预，收集细胞，测定脂肪细胞MCP-1上清液中的浓度和mRNA表达水平，以及脂肪细胞核因子C/EBPα、β的蛋白表达水平；改良Boyden小室法检测不同干预组上清液对人外周血单核细胞趋化活性的影响。 结果: 1.LPS刺激分化成熟的3T3-L1脂肪细胞使其脂联素分泌和mRNA表达水平分别下降44％和60％(P<0.05)。 2.HDL和L-4F浓度依赖性上调炎症状态下3T3-L1脂肪细胞脂联素的分泌及表达。10、50和100μg/ml HDL分别使脂联素水平升高1倍、1.9倍和3.2倍(P<0.05)，1、10,50μg/ml L-4F分别使脂联素水平升高1.2倍、2.9倍和3.4倍(P<0.05)。与LPS刺激组(0.36±0.05)比较，10、50、100μg/ml HDL分别使脂联素mRNA表达升高至0.72±0.13、1.05±0.15、1.51±0.11，而1、10、50μg/m L-4F分别使脂联素mRNA表达升高至0.79±0.12、1.40±0.18、1.58±0.10(P均<0.05)。 3.PPARγ在分化成熟的3T3-L1脂肪细胞有较高水平的表达，与LPS刺激组比较，PPARγ表达在HDL和L-4F干预后明显升高(2.85±0.69 vs 0.38±0.19，2.92±0.96 vs 0.38±0.19；P<0.05)，而NF-kB活性在HDL和L-4F干预后明显降低(0.48±0.09 vs 1.93±0.59，0.43±0.08 vs 1.93±0.59：P<0.05)。 4.OxLDL(50μg/ml)刺激1小时使3T3-L1脂肪细胞TNFα分泌(2.98±1.10 pg/ml vs 8.93±3.26 pg/ml，P<0.001)、mRNA表达(0.218±0.078 vs 0.633±0.157，P<0.001)及NF-kB活性(1.54±0.44 vs4.08±0.87.P<0.05)明显增强。 5.阿托伐他汀浓度依赖性降低TNF α分泌及mRNA表达，抑制NF-kB活化，并增强PPARγmRNA表达。10μM阿托伐他汀使脂肪细胞oxLDL诱导的TNFα mRNA表达降低56.5％，NF-kB活性减少41.2％，而使PPARγmRNA表达增加至2.83倍。HDL也呈浓度依赖性抑制TNF α分泌及mRNA表达，NF-kB活化和IkB降解。与oxLDL刺激组比较，100μg/ml HDL使TNFα mRNA表达降低64.5％，NF-kB活性减少49％，并明显增加IKB蛋白水平，但对PPARγmRNA表达无影响。HDL的这些抗炎效应能被蛋白激酶A(PKA)抑制剂H-89部分抑制。 6.OxLDL(50μg/ml)刺激12小时使脂肪细胞上清液中MCP-1的浓度和表达增加至2.13倍，并使得诱导的单核细胞移动距离明显增力口(69.88±8.19 μm vs 136.75±8.03 μm，P<0.001)。 7.L-4F和HDL均以浓度依赖的方式减少脂肪细胞MCP-1的表达分泌，降低单核细胞趋化活性。50μg/ml L-4F和100Bg/ml HDL分别使MCP-1的表达分泌降低91±6％和79±7％(P<0.001)。PKA抑制剂H-89(10μM)干预oxLDL刺激的脂肪细胞后MCP-1 m RNA的表达也显著减少71±7％(P<0.001)，但是，在100μg/ml HDL或50μg/ml L-4F作用的基础上，H-89(10μM)的孵育并未使得MCP-1mRNA的表达进一步降低(P>0.05)。 8.50μg/ml oxLDL刺激对脂肪细胞C/EBP α的表达无明显影响，但增加C/EBPβ蛋白量，该作用呈时间依赖性；H-89、L-4F和HDL干预均降低脂肪细胞C/EBPβ的蛋白表达量。 结论: 1.LPS和oxLDL均能诱导分化成熟的3T3-L1脂肪细胞产生炎症状态，使其表达和分泌脂联素水平下降，使TNFα及MCP-1的表达和分泌增强。 2.HDL和L-4F能上调LPS刺激炎症状态下脂肪细胞脂联素的表达和分泌，PPARγ和NF-kB可能参与了HDL和L-4F上调脂联素的效应过程。 3.阿托伐他汀通过NF-KB和PPARy途径抑制oxIDL诱导的3T3-L1脂肪细胞TNFα分泌及mRNA表达。 4.HDL能抑制oxLDL诱导的3T3-L1脂肪细胞TNFα分泌和mRNA表达，其抗炎作用强度与阿托伐他汀相似。PKA-IKB-NF-KB信号通路是其中作用途径之一，该效应不需要HDL与oxLDL的直接接触作用。 5.OxLDL时间依赖性地诱导脂肪细胞C/EBPβ的蛋白表达。 6.L-4F和HDL均以浓度依赖的方式对抗oxLDL对MCP-1的影响，cAMP/PKA-C/EBPβ信号通道可能是L-4F和HDL的作用途径之一。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语

声明

第一章 HDL和apoA-I模拟肽上调LPS刺激下3T3-L1脂肪细胞脂联素的分泌和表达

前 言

材料和方法

结 果

讨论

小结

第二章 HDL和阿托伐他汀对oxLDL刺激下脂肪细胞肿瘤坏死因子-α表达的影响及其机制

前 言

材料和方法

结 果

讨 论

小结

第三章 HDL和apoA-I模拟肽对oxLDL刺激下脂肪细胞表达单核细胞趋化蛋白-1的影响及机制

前 言

材料和方法

结 果

讨 论

小结

参考文献

综述 载脂蛋白A-I模拟肽及其对动脉粥样硬化的预防效应

致谢

在读期间发表的主要论文、参编情况