基于炎性疾病组织重建的食品营养学与疾病病理学机制研究

摘要

在肥胖与静脉曲张等慢性炎性疾病的发病机制中，包含着血管化、脂肪沉积和蛋白水解等组织重建事件。基于这些组织重建事件，开展疾病病理学和食品营养学研究，有利于这些疾病的诊断与防治。本论文以此为出发点，针对农产品加工及贮藏工程领域的重要科学问题，深入研究了食品功能因子—木犀草素在肥胖与相关代谢疾病中的作用;此外，研究了半胱氨酰组织蛋白酶在与肥胖相关的静脉曲张发病机制中的作用。
　　第一部分:木犀草素改善小鼠肥胖与胰岛素抵抗的机制研究
　　肥大细胞(MCs)在饮食诱导的肥胖和糖尿病的发展中起着至关重要的作用，它可以通过增强血管化作用直接参与肥胖代谢的调控。一些合成的MCs稳定剂，色甘酸钠(DSCG)和酮替芬可以改善相关的小鼠代谢失调。作为一种天然黄酮类MCs稳定剂，木犀草素能够比DSCG和酮替芬更加有效地阻止MCs的脱颗粒和细胞因子释放。
　　本研究中，我们以正常饮食C57BL/6雄鼠作为对照，采用高脂饮食诱导的方式建立肥胖小鼠模型，并在高脂饮食中添加0.002％或0.01％的木犀草素，来考察两种低剂量木犀草素干预对饮食诱导的小鼠肥胖和胰岛素抵抗的影响。根据研究内容，主要采用组织化学、Real-timePCR、ELISA和Western Blot等技术，得到以下研究结果:1）饮食补充0.002％或0.01％木犀草素，显著抑制了高脂饮食诱导的小鼠体重增加、脂肪沉积和脂肪细胞肥大。2）木犀草素饮食干预，改善了小鼠的葡萄糖不耐受性和胰岛素敏感性。3）木犀草素饮食干预，减少了小鼠附睾脂肪组织的血管生成和相关的组织蛋白酶表达和活性，并且激活了细胞凋亡。4）木犀草素饮食干预，降低了小鼠附睾脂肪组织中巨噬细胞的浸润，以及组织和循环中的炎性细胞因子水平。5）进一步研究表明，木犀草素在小鼠体内，能够抑制MCs向附睾脂肪组织的浸润，以及其特异蛋白酶的表达。
　　总之，本论文研究结果证明，木犀草素作为一种食品源天然黄酮化合物，其低剂量饮食补充能显著改善小鼠饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗，提示这一方式可以作为一种新型的饮食营养干预和治疗方式而缓解上述常见的代谢疾病。
　　第二部分:溶酶体半胱氨酰组织蛋白酶在静脉曲张中的作用:一个组织学的研究
　　静脉曲张是一种主要的慢性炎性静脉疾病。原发性静脉曲张的形成是一个复杂的、多中心的病理过程，其病因和发病机制至今仍未能明确，而肥胖是其风险因子之一。病理研究显示，静脉曲张血管壁中存在着特征性的胞外基质重建和蛋白水解事件，其中基质金属蛋白酶家族成员已被认为参与了曲张静脉壁的组织重建。但是，对于其他家族蛋白酶成员，例如在动脉疾病组织重建中起重要作用的溶酶体半胱氨酰组织蛋白酶，是否也具有相应的作用却知之甚少。
　　在本研究中，我们收集了18位静脉曲张病人和9位创伤性截肢病人的大隐静脉分别作为静脉曲张组和正常静脉组，主要采用化学、免疫化学和免疫荧光组织学技术，系统地研究了几种主要的溶酶体半胱氨酸蛋白酶，组织蛋白酶B、L、K、S以及它们的内源性抑制剂胱蛋白酶抑制剂C在静脉中的分布和表达。主要研究结果如下:1）利用HE染色和Van Gieson-orcein染色，比较了正常静脉和曲张静脉的结构差异，显示曲张静脉在内膜、中膜和外膜均存在不同程度的组织重建和基质蛋白紊乱，提示着大量蛋白水解事件的发生。2）采用免疫组织化学技术，证明在曲张静脉壁中组织蛋白酶B、L、K和S含量增加，而胱蛋白酶抑制剂C的含量减少;从而，打破了正常静脉组织中组织蛋白酶与其内源性抑制剂间的平衡关系，并可能由此导致曲张静脉壁的组织重建。3）为了探讨这些蛋白酶表达的炎性机制，我们详细研究了曲张静脉壁组成细胞（内皮细胞、平滑肌细胞）和炎性细胞（巨噬细胞、MCs、T淋巴细胞）的组织蛋白酶表达模式。研究显示曲张静脉中升高表达的组织蛋白酶，来源于平滑肌细胞、内皮细胞、T淋巴细胞、巨噬细胞和肥大细胞。4）在静脉曲张脉壁中，淋巴脉管的显著增生加重了炎性细胞向组织的浸润。
　　总之，在静脉曲张壁中组织蛋白酶水平升高，并与血管壁炎性细胞共定位。这些特性提示了，溶酶体半胱氨酰组织蛋白酶可能响应炎性反应而参与了静脉曲张的胞外基质重建过程。

目录

声明

摘要

致谢

缩写词对照表

第一章 绪论

1．1 肥胖概述

1．1．1 肥胖的流行

1．1．2 肥胖相关于多种代谢综合症

1．1．3 肥胖诱导胰岛素抵抗的机制

1．2 肥胖中的脂肪组织血管化

1．2．1 脂肪组织的功能紊乱

1．2．2 脂肪组织的可扩展性和血管生成

1．2．3 调节脂肪组织的血管生成

1．2．4 血管生成中的蛋白酶

1．3 肥大细胞直接参与调控肥胖

1．3．1 多种淋巴细胞参与调控肥胖

1．3．2 肥大细胞直接调控肥胖的发展

1．3．3 肥大细胞参与血管化的发展

1．3．4 肥大细胞调控肥胖代谢的可能机制

1．3．5 肥大细胞在炎性进程中的选择性释放

1．4 肥大细胞作为疾病治疗靶标

1．4．1 肥大细胞介质对病理生理的影响

1．4．2 肥大细胞稳定剂可治疗多种疾病

1．5 木犀草素的生理功能

1．5．1 木犀草素是一种黄酮化合物

1．5．2 木犀草素可能通过稳定肥大细胞参与肥胖的调控

1．5．3 木犀草素的生物活性

1．6 研究背景、研究内容及研究意义

1．6．1 研究背景

1．6．2 研究内容

1．6．3 研究意义

参考文献

第二章 木犀草素改善高脂饮食小鼠的脂肪沉积和胰岛素抵抗

引言

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料与主要试剂

2．1．2 主要仪器设备

2．1．3 实验方法

2．1．4 数据处理与分析

2．2 结果与分析

2．2．1 木犀草素饮食摄入改善高脂诱导的肥胖

2．2．2 木犀草素饮食摄入改善高脂诱导的脂肪沉积

2．2．3 木犀草素饮食摄入改善高脂诱导的胰岛素抵抗

2．2．4 木犀草素饮食摄入增加脂肪组织的葡萄糖吸收

2．3 本章小结

参考文献

第三章 木犀草素降低高脂饮食小鼠脂肪组织血管化

引言

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料与主要试剂

3．1．2 主要仪器设备

3．1．3 实验方法

3．1．4 数据处理与分析

3．2 结果与分析

3．2．1 木犀草素减少高脂饮食小鼠脂肪组织血管化

3．2．2 木犀草素激活高脂饮食小鼠脂肪组织的细胞凋亡

3．2．3 木犀草素降低高脂饮食小鼠脂肪组织中组织蛋白酶的表达和活性

3．3 本章小结

参考文献

第四章 木犀草素降低高脂饮食小鼠体内炎性水平

引言

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料与主要试剂

4．1．2 主要仪器设备

4．1．3 实验方法

4．1．4 数据处理与分析

4．2 结果与分析

4．2．1 木犀草素增加高脂饮食小鼠脂肪组织中T淋巴细胞的浸润

4．2．2 木犀草素减少高脂饮食小鼠脂肪组织中巨噬细胞的浸润

4．2．3 木犀草素对高脂饮食小鼠脂肪组织巨噬细胞分型的影响

4．2．4 木犀草素降低高脂饮食小鼠脂肪组织炎性因子水平

4．2．5 木犀草素降低高脂饮食小鼠血清中炎性因子水平

4．3 本章小结

参考文献

第五章 木犀草素在高脂饮食小鼠体内稳定肥大细胞功能

引言

5．1 材料与方法

5．1．1 实验材料与主要试剂

5．1．2 主要仪器设备

5．1．3 实验方法

5．1．4 数据处理与分析

5．2 结果与分析

5．2．1 木犀草素降低高脂饮食诱导的肥大细胞向小鼠脂肪组织的浸润

5．2．2 木犀草素降低高脂饮食诱导的肥大细胞特异蛋白的表达

5．3 本章小结

参考文献

第六章 绪论

6．1 慢性静脉疾病概述

6．2 慢性静脉疾病的诊断评估

6．3 静脉曲张的病理生理学研究现状

6．3．1 静脉曲张发病机制假说的演变

6．3．2 静脉曲张的流行病学和病因学

6．3．3 腿部静脉的血液流动

6．3．4 原发性瓣膜功能不全

6．3．5 曲张静脉壁的主要变化

6．4 静脉曲张的管理

6．4．1 压迫疗法

6．4．2 硬化剂治疗

6．4．3 外科手术治疗

6．4．4 药物治疗

6．5 溶酶体半胱氨酰组织蛋白酶在血管疾病中的生理功能

6．5．1 组织蛋白酶的结构

6．5．2 组织蛋白酶的生理功能

6．5．3 组织蛋白酶参与主动脉疾病的发展

6．5．4 组织蛋白酶可以作为药理学靶标

6．6 研究背景、研究内容及研究意义

6．6．1 研究背景

6．6．2 研究内容

6．6．3 研究意义

参考文献

第七章 曲张静脉壁的组织学改变

引言

7．1 材料与方法

7．1．1 实验材料及主要试剂

7．1．2 主要仪器设备

7．1．3 方法

7．1．4 数据收集与统计分析

7．2 结果与讨论

7．2．1 VGO染色显示曲张静脉壁中胶原纤维和弹力纤维的改变

7．2．2 静脉壁厚度检测和样本分组

7．2．3 HE染色示曲张静脉相对于正常静脉脉壁结构的改变

7．3 本章小结

参考文献

第八章 静脉曲张中组织蛋白酶及其内源性抑制剂的比率失衡

引言

8．1 材料与方法

8．1．1 实验材料及主要试剂

8．1．2 主要仪器设备

8．1．3 组织蛋白酶及其抑制剂的免疫组织化学检测

8．1．4 数据收集和统计分析

8．2 结果与讨论

8．2．1 静脉曲张中组织蛋自酶含量升高

8．2．2 静脉曲张中胱蛋白酶抑制剂含量降低

8．3 本章小结

参考文献

第九章 曲张静脉壁中炎性细胞和血管组成细胞的改变

引言

9．1 材料与方法

9．1．1 实验材料及主要试剂

9．1．2 主要仪器设备

9．1．3 免疫组织化学鉴定炎性细胞和血管组成细胞

9．1．4 数据收集和统计分析

9．2 结果与讨论

9．2．1 静脉曲张增加了肥大细胞的浸润

9．2．2 静脉曲张增加了T淋巴细胞的浸润

9．2．3 静脉曲张中巨噬细胞的浸润没有改变

9．2．4 静脉曲张中内皮细胞的改变

9．3 本章小结

参考文献

第十章 组织蛋白酶在曲张静脉壁的细胞定位

引言

10．1 材料与方法

10．1．1 实验材料及主要试剂

10．1．2 主要仪器设备

10．1．3 免疫荧光组织化学实验步骤

10．2 结果与讨论

10．2．1 组织蛋白酶存在于T淋巴细胞中

10．2．2 组织蛋白酶存在于肥大细胞中

10．2．3 组织蛋白酶在巨噬细胞中的表达

10．2．4 组织蛋白酶存在于内皮细胞中

10．2．5 组织蛋白酶存在于平滑肌细胞中

10．3 本章小结

参考文献

第十一章 结论与展望

11．1 第一部分结论

11．2 第一部分创新点

11．3 第一部分展望

11．4 第二部分结论

11．5 第二部分创新点

11．6 第二部分展望

参考文献

攻读博士学位期间发表论文、参加会议、参与课题