利拉鲁肽对高脂喂养大鼠棕色脂肪组织标志性基因表达的影响

摘要

肥胖是由多种因素引起的以体内脂肪细胞的体积和数量增加为特点的一种临床状态，它是众多疾病（如2型糖尿病、代谢综合征、心血管疾病、非酒精性脂肪肝等）的一个重要风险因素。但是，体内的脂肪组织并不都是“有害”的。
　　根据脂肪细胞结构和功能的不同，哺乳动物体内的脂肪组织分为两种：白色脂肪组织（WAT）和棕色脂肪组织（BAT）。WAT即我们通常所说的脂肪组织，广泛分布于皮下和内脏周围，主要由白色脂肪细胞聚集而成，其功能是将体内过剩的能量以甘油三酯的形式储存起来；BAT主要分布于颈背部、腋窝及肩胛间区，由棕色脂肪细胞组成，细胞内含有丰富的线粒体，棕色脂肪的主要生理作用是非寒颤性产热，可通过解偶联作用将体内过多的脂肪分解和消耗。除了经典的棕色脂肪细胞和白色脂肪细胞，最近人们发现了一种米色脂肪细胞，它是在某些刺激条件下，“白色脂肪棕色化”过程中产生的存在于白色脂肪组织中的“棕色样”脂肪细胞，与经典的棕色脂肪细胞有着相似的作用。
　　利拉鲁肽是人胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的一种类似物，它能够以葡萄糖浓度依赖的模式刺激胰岛素的分泌，同时以葡萄糖浓度依赖的模式降低过高的胰高糖素的分泌。因此，临床上利拉鲁肽主要用于治疗2型糖尿病。但是，最近有研究发现，GLP-1可促进棕色脂肪前体细胞向成熟的棕色脂肪细胞分化，并且通过脑室内注射GLP-1受体激动剂可增加棕色脂肪组织活性，促进棕色脂肪组织产热。
　　本课题通过对高脂喂养大鼠注射利拉鲁肽，并检测其棕色脂肪组织中标志性基因蛋白及mRNA的表达，探讨了利拉鲁肽对棕色脂肪功能的影响，揭示了利拉鲁肽减肥作用的可能机制。本研究可为未来临床上肥胖及其相关代谢性疾病的预防和治疗提供新的思路。
　　目的：研究利拉鲁肽对高脂喂养大鼠棕色脂肪组织中标志性基因表达的影响，并探讨利拉鲁肽对这些基因表达的影响与其浓度的关系。
　　方法：清洁级健康雄性SD大鼠40只（体重240g-260g），适应性喂养1周后随机分为5组：正常对照组（Con）、高脂对照组（HF）、利拉鲁肽低剂量组（Lira-L）（0.4mg/kg/d）、利拉鲁肽中剂量组（Lira-M）（0.6mg/kg/d）、利拉鲁肽高剂量组（Lira-H）（0.8mg/kg/d），每组8只。正常对照组给予普通饲料喂养，热量组成：碳水化合物65.5％，脂肪10.3%，蛋白质24.2%，总热量为348kcal/100g；高脂对照组及利拉鲁肽低、中、高剂量组均给予高脂饲料喂养，热量组成：碳水化合物20.1%，脂肪59.8%，蛋白质20.1%，总热量为501kcal/100g；每天给予各组等热量的普通饲料或高脂饲料。将6mg（1ml）利拉鲁肽溶于11ml生理盐水中，配制成浓度为0.5mg/ml的混合液，分别给予利拉鲁肽低、中、高剂量组0.4mg/kg/d、0.6mg/kg/d、0.8mg/kg/d利拉鲁肽日二次皮下注射，正常对照组及高脂对照组分别给予等量生理盐水日二次皮下注射，分别干预12周。于12周末称重后处死大鼠，留取血清及肩胛部棕色脂肪组织，称量肩胛部棕色脂肪组织的重量；检测血清生化学指标；HE染色观察大鼠棕色脂肪组织形态学变化；Real-TimePCR检测棕色脂肪组织中解偶联蛋白-1（UCP1）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）、细胞死亡诱导的DFFA样效应因子A（CIDEA）、过氧化物酶体增生物激活受体辅助活化因子1α（PGC-1α）、CCAAT增强子结合蛋白β（CEBPβ）、PR结构域家族的第16个成员（PRDM16）的mRNA表达水平；WesternBlot检测棕色脂肪组织中UCP1、PPARγ、CIDEA、PGC-1α、CEBPβ、PRDM16蛋白表达水平。
　　结果：
　　1.12周末大鼠体重及棕色脂肪重量的结果：
　　（1）体重：实验起始时各组大鼠体重无明显差异，干预12周后，利拉鲁肽低、中剂量组大鼠体重均明显低于高脂对照组和正常对照组，利拉鲁肽高剂量组大鼠体重低于高脂对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05）（Fig.1，Table1）（P＜0.05），但利拉鲁肽低、中、高剂量组之间大鼠体重无统计学差异（P＞0.05）。
　　（2）棕色脂肪重量：12周末棕色脂肪组织重量各组间无统计学差异（P＞0.05）。
　　（3）棕色脂肪重量/体重：利拉鲁肽低、中、高剂量组大鼠棕色脂肪重量/体重比值大于高脂对照组（P＜0.05），但利拉鲁肽低、中、高剂量组之间比值无统计学差异（P＞0.05）。
　　2.血清生化学指标：
　　与正常对照组相比，高脂对照组血清葡萄糖、甘油三酯水平升高（P＜0.05）；利拉鲁肽各组与高脂对照组相比，血清葡萄糖、甘油三酯水平下降（P＜0.05），与正常对照组相比，无统计学差异（P＞0.05）。
　　3.HE染色结果：
　　利拉鲁肽各组与高脂对照组相比，棕色脂肪细胞数量增加，棕色脂肪细胞内的空泡相对较小，胞浆含量较多；与正常对照组相比，形态学上无明显差异。
　　4.12周末大鼠棕色脂肪组织中标志性基因分子水平的表达：
　　与正常对照组相比，高脂对照组大鼠棕色脂肪组织中UCP1、PPARγ、CIDEA、PGC-1α、CEBPβ、PRDM16的mRNA表达下降，差异均有统计学意义（P＜0.05)；与高脂对照组相比，利拉鲁肽干预后UCP1、PPARγ、CIDEA、PGC-1α、CEBPβ、PRDM16的mRNA表达上调，差异有统计学意义（P＜0.05)；利拉鲁肽各剂量组之间UCP1、PPARγ、CIDEA、PGC-1α、CEBPβ、PRDM16的mRNA表达无统计学差异（P＞0.05）。
　　5.12周末大鼠棕色脂肪组织中标志性基因蛋白水平的表达：
　　与正常对照组相比，高脂对照组大鼠棕色脂肪组织中UCP1、PPARγ、CIDEA、PGC-1α、CEBPβ、PRDM16蛋白的表达水平下降，差异均有统计学意义（P＜0.05)；与高脂对照组相比，利拉鲁肽干预后UCP1、PPARγ、CIDEA、PGC-1α、CEBPβ、PRDM16蛋白的表达上调，差异有统计学意义（P＜0.05)；利拉鲁肽各剂量组之间UCP1、PPARγ、CIDEA、PGC-1α、CEBPβ、PRDM16蛋白的表达无统计学差异（P＞0.05）。
　　结论：
　　1.利拉鲁肽可明显降低高脂喂养大鼠的体重，增加高脂喂养大鼠棕色脂肪组织的相对含量。
　　2.HE染色结果表明，利拉鲁肽可增加高脂喂养大鼠棕色脂肪细胞的数量，减少棕色脂肪细胞中脂质的含量。
　　3.利拉鲁肽可通过增加高脂喂养大鼠棕色脂肪细胞的分化增强棕色脂肪组织的产热功能。
　　4.利拉鲁肽对高脂喂养大鼠棕色脂肪组织相对含量及功能的影响与其剂量之间无明显的相关关系。

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前言

材料与方法

1 实验材料

2 实验方法

结果

1 12周末大鼠体重及棕色脂肪重量

2 血清生化学指标

3 HE染色结果

4 12 周末大鼠棕色脂肪组织中标志性基因分子水平的表达

5 12 周末大鼠棕色脂肪组织中标志性基因蛋白水平的表达

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述:白色脂肪棕色化及其调控因素

致谢

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