肝活素(HPS)对白色脂肪组织的影响

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背景:随着生活水平的提高,肥胖已经成为严重影响现代人身体健康的一种综合性代谢疾病。导致肥胖产生的主要原因多为白色脂肪组织异位沉积及脂代谢过程异常等。了解白色脂肪组织积累及脂代谢紊乱的原因有助于缓解肥胖症状及其它代谢并发症的发生。肝活素(Hepassocin,HPS)高表达于肝脏,是一种肝脏重要功能蛋白。HPS可特异性促进肝细胞增殖、促进肝细胞损伤后修复、抑制肝癌细胞生长等。课题组前期研究发现,HPS敲除(Knock-out,KO)可以加剧由蛋氨酸胆碱缺乏(Methionine and choline-deficient,MCD)、高脂饮食(High-fat diet,HFD)诱导的非酒精性脂肪肝的发展,并加剧糖脂代谢异常,这表明HPS还是一种重要的代谢调节因子。目前HPS与脂肪组织中脂代谢的联系还尚不清楚。方法:(1)实验中研究小鼠三种不同状态:正常生理状态、禁食和急性内质网应激状态。除正常生理状态组,其余两组实验中分别设置对照组野生型(Wild-type,WT)、HPS KO小鼠和实验组WT、HPS KO小鼠。(2)基础指标检测:每组实验中均对WT、HPS KO小鼠体重、血糖、附睾处白色脂肪组织重量进行记录统计。(3)脂肪细胞直径变化检测:通过对各组小鼠脂肪组织进行切片苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin,HE)染色后细胞直径统计,分析各种条件对脂肪细胞直径大小的影响。(4)脂肪组织脂质水平检测:通过比色法、称重法等对白色脂肪组织中游离脂肪酸、甘油三酯等水平进行检测,测定不同条件下HPS敲除对脂代谢的影响。(5)脂肪组织中m RNA水平检测:通过RT-PCR检测不同条件下脂肪组织中脂代谢相关因子、炎症、内质网应激标志因子的表达水平变化。(6)建立禁食及白色脂肪组织中急性内质网应激小鼠模型,通过对脂解情况、炎症反应等的检测,探究HPS在应激条件下对脂代谢的影响。结果:(1)在正常生理状态下,与同周龄WT小鼠相比,9周龄时HPS KO小鼠白色脂肪组织增多、白色脂肪细胞直径增加,但棕色脂肪组织重量、直径并无差异。同时白色脂肪组织中甘油三酯含量显著增加,脂质合成相关基因m RNA水平升高。HPS KO小鼠脂肪组织中巨噬细胞比例增加、存在炎症反应和慢性内质网应激症状。(2)在禁食状态下,WT和KO小鼠均出现了白色脂肪组织减少、血糖和血清中胰岛素水平降低等现象。与WT小鼠相比,HPS KO小鼠白色脂肪组织中由禁食诱导的甘油三酯含量减少和游离脂肪酸增加程度更为显著、脂解相关因子Mgl、Atgl、Adrb2的m RNA水平偏高、HSL磷酸化水平增多。同时,禁食状态下HPS KO小鼠呼吸熵值显著降低,产热量增加,但禁食和低温状态下HPS KO小鼠体温均显著低于同处理组WT小鼠。HPS KO小鼠白色脂肪组织中炎症水平及内质网应激反应均有所下降。(3)衣霉素(Tunicamycin,TM)处理后小鼠出现体重降低、血糖水平下降的现象,同时白色脂肪组织中内质网应激相关因子表达水平升高。TM诱导小鼠脂肪组织发生内质网应激后,与WT小鼠相比,HPS KO小鼠脂肪组织中内质网应激反应程度增加、白色脂肪组织重量显著降低、脂肪细胞直径减小较多。同时HPS KO小鼠脂肪组织中甘油三酯含量显著减少,脂解相关因子m RNA水平较高。在内质网应激条件下,白色脂肪组织中炎症水平升高,HPS KO小鼠炎症水平高于同组WT小鼠。结论:本研究中主要得出以下结论(1)HPS敲除可以导致白色脂肪组织中脂质合成增多,进而引发白色脂肪组织中炎症及内质网应激的发生。(2)HPS敲除可以促进禁食状态下脂肪分解反应的发生,并且使小鼠氧化供能能力受损;禁食可以缓解HPS敲除引发的脂肪组织中炎症及内质网应激反应。(3)HPS敲除加重由TM诱导的白色脂肪组织中内质网应激程度,同时加剧由内质网应激引起的脂解反应及炎症反应。综上所述,HPS在维持脂代谢稳态过程中发挥重要作用,具有在临床上防治脂代谢相关疾病的应用潜力。
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