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

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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κB(NF-κB)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-κB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-κB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、TNFα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-κB活性。(2)oxLDL刺激1小时组:oxLDL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,IκB蛋白浓度及NF-κB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+HDL(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.PPAR7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-κB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-κB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TNFα分泌及mRNA表达,抑制NF-κB活化,并增强PPARγmRNA表达。10μM阿托伐他汀使脂肪细胞oxLDL诱导的TNFαmRNA表达降低56.5%,NF-κB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TNFα分泌及mRNA表达,NF-κB活化和IκB降解。与oxLDL刺激组比较,100μg/ml HDL使TNFαmRNA表达降低64.5%,NF-κB活性减少49%,并明显增加IκB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±8.19μm vs 136.75±8.03μm,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100μg/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-1m 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/EBPα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-κB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-κB和PPARγ途径抑制oxLDL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-IκB-NF-κB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。
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