炎症导致异位脂肪沉积的分子机制

发布时间：2021-03-19 09:39

  目的异位脂肪沉积(ectopic lipid deposition)是指脂质(主要是甘油三酯)在非脂肪组织内(如肝脏、肌肉、胰腺等)的过多堆积。研究表明异位脂肪沉积与胰岛素抵抗(Insulin resistance, IR)及相关代谢性疾病的发生发展密切相关,但其发生机制至今尚未完全阐明。慢性系统性炎症作为胰岛素抵抗及相关代谢性疾病发病机制的核心环节,能否导致异位脂肪沉积及具体的分子机制尚无定论。细胞内甘油三酯的合成与脂解紊乱可能是导致异位脂肪沉积发生的重要基础,一些关键蛋白在上述过程中发挥了至关重要的作用,比如:核转录因子SREBP-1即固醇调节元件结合蛋白1(sterol regulatory element binding protein 1)及其下游靶点脂肪酸合成酶(fatty acid synthase ,FAS)和乙酰辅酶A羧化酶α(acetyl-CoA carboxylase alpha ACCα)是甘油三酯合成的关键蛋白,而脂肪甘油三酯脂肪酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)和激素敏感性脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL)是脂肪分解的关键酶。 本研究旨在通过体内外模型来观察炎症反应是否干扰了胰岛素主要靶组织(肝脏、肌肉及脂肪)有关生脂(SREBP-1,FAS和ACCα)及脂解途径(ATGL,HSL)关键蛋白的表达,从而探讨炎症反应导致异位脂肪沉积的分子机制。 方法体内实验部分,选用8-10周龄雄性C57BL/6J小鼠,随机分为四组:对照组,酪蛋白注射组,高脂饮食组,酪蛋白注射联合高脂饮食组,每组动物数量不少于6,处理18周。用胰岛素耐量和葡萄糖耐量检测以评估胰岛素敏感性,用ELISA法及比色法检测血脂和炎症因子水平。组织包埋后用常规石蜡切片进行HE染色,冰冻切片用于油红O染色。酶学定量测定组织内脂质含量,并用逆转录定量PCR和western blot方法检测mRNA和蛋白水平。 体外实验部分将HepG2和3T3-L1细胞(诱导后定向分化为成熟脂肪细胞)分为:对照组、炎症刺激组、软脂酸组、联合干预组(软脂酸+炎症),干预时间均为24小时。用油红O染色及脂质定量检测来反映细胞内脂质积聚情况,逆转录定量PCR和western blot检测mRNA和蛋白水平,用酶促反应法检测脂肪酸合成酶活性。 结果我们发现与对照组相比,酪蛋白注射明显增加C57BL/6J小鼠血清中多种炎症因子含量,包括白细胞介素6(interleukin6,IL-6)、血清淀粉样蛋白A(Serum Amyloid A, SAA)和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha , TNF-α),同时伴有非脂肪组织内(肝脏和肌肉)脂质积聚明显增加,以及脂肪组织内脂肪含量无明显改变。进一步研究也证实非脂肪组织内生脂基因SREBP-1,FAS和ACCα的表达均明显增加,然而脂肪组织的生脂关键基因表达减少、脂肪分解酶表达增加。同时,我们还观察到炎症增加血游离脂肪酸水平,加重胰岛素抵抗的发生。 在体外实验中,我们选用肝细胞和脂肪细胞作为非脂肪组织和脂肪组织的代表来观察炎症刺激对细胞生脂途径的影响,进一步佐证体内实验结果。实验发现炎症加重HepG2细胞内脂质沉积。进一步分析表明炎症促进脂肪生成关键因子SREBP-1、ACCα和FAS的表达,并显著增加FAS酶活性。同时,炎症刺激可显著减少脂肪细胞TG含量,而脂肪生成关键因子SREBP-1、ACCα和FAS的表达下降,脂肪分解关键因子ATGL表达增加。 结论慢性系统性炎症反应通过增加非脂肪组织内关键生脂基因SREBP-1、ACCα和FAS和脂肪组织内关键脂解基因ATGL和HSL的表达,从而促进非脂肪组织的脂质合成、增加脂肪组织的脂肪分解,降低脂肪组织脂肪储存能力,最终导致异位脂肪沉积的发生。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R363

【参考文献】

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[1]载脂蛋白B对冠心病的预测优于非高密度脂蛋白胆固醇[J]. 胡良皞,秦永文.  重庆医学. 2007(17)

本文编号：1945275