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研究背景和目的肥胖（obesity）的发病率呈现逐年上升趋势。肥胖不仅影响生存质量,更为严重的是引起机体组织器官功能障碍,导致心血管病、II型糖尿病、哮喘、睡眠呼吸暂停、脂肪肝病等多器官疾病的发生。因此,预防和治疗肥胖具有重要的现实意义。已知相同的高脂饮食条件下,不同的个体对肥胖的敏感性不同,可产生DIO（diet induced obesity,肥胖）和DIO-R（diet induced obesity resistance,肥胖抵抗）两种表型。DIO-R现象不仅在啮齿动物中存在,在人类中也广泛存在。导致肥胖与肥胖抵抗不同表型的确切原因目前仍不明确。BA（bile acid,胆汁酸）是胆汁的主要成分,在肝脏中由胆固醇转化而来,随胆汁分泌进入肠道,以促进脂溶性营养物质的吸收。近年来,BA作为信号分子,参与机体脂肪代谢与能量代谢的研究成为研究热点。胆汁酸是TGR5（G-protein-coupled bile acid receptor,G蛋白偶联胆汁酸受体5）的配体,还可以激活FXR（farnesoid X receptor,法尼醇X受体）。TGR5在全身广泛表达,尤其是在棕色脂肪组织中表达丰富。BA可通过TGR5促进脂肪分解,在调节能量代谢方面发挥重要的作用。FXR介导的胆汁酸信号通路对胆汁酸合成和代谢稳态都至关重要。通过这些不同的信号通路,胆汁酸不仅可以调节BA的合成和肠肝循环,还可以调节脂质代谢、能量输出和葡萄糖代谢的稳态。由此可见,胆汁酸及其相关核受体、膜受体的途径在机体脂代谢与能量平衡中发挥着重要的作用,这些信号通路可能成为治疗代谢类疾病和肝脏疾病新的药物靶点。鉴于胆汁酸失调与2型糖尿病、胰岛素抵抗和肥胖等代谢紊乱密切相关,研究肥胖与肥胖抵抗两种对相同高脂摄食产生不同敏感性反应的胆汁酸机制,具有重要的理论与实际意义。因此,本课题利用肥胖与肥胖抵抗两种模型动物互为对照,聚焦胆汁酸核受体FXR和膜受体TGR5两个途径,探究二者对高脂摄食不同敏感性的原因及其胆汁酸作用机制。通过研究肝细胞内胆汁酸亚型比率、合成酶系及胆汁分泌,阐明BA核受体FXR抑制脂肪酸合成的机制;通过研究棕色脂肪细胞产热蛋白UCP1（uncoupling protein 1,解偶联蛋白1）表达,阐明BA膜受体TGR5促进脂肪氧化分解的机制。研究结果将有助于阐明BA在肥胖抵抗发生中的作用及机制,为临床治疗肥胖提供有效的药物靶点,为肥胖防治提供新的理论和实验依据。方法选用雄性SPF级Wistar大鼠102只,体重在180g-220g之间,正常饲料喂养一周后随机分为正常饮食组（NC）20只、高脂饮食组（HFD）82只,分别喂食正常饲料和高脂饲料。每周同一时间进行体重检测与记录,持续16周后,将HFD组进行体重排序,取体重上1/3作为肥胖组（DIO）27只,体重下1/3作为肥胖抵抗组（DIO-R）27只。造模成功后,随机取NC组、DIO组、DIO-R组每组各5只大鼠进行胆总管插管,进行胆汁收集。其余大鼠处死后,分别收集血清、肝组织、回肠组织、棕色脂肪组织、白色脂肪组织等组织。用LC-MS方法分析血清、肝组织以及胆汁中胆汁酸亚组分;用全自动生化分析仪检测血清中AST（aspartate aminotransferase,谷草转氨酶）、ALT（alanine aminotransferase,谷丙转氨酶）、HDL（high-density lipoprotein,高密度脂蛋白）、LDL（low-density lipoprotin,低密度脂蛋白）、TC（total cholesterol,总胆固醇）、TG（triglyceride,甘油三酯）水平;用HE染色检测肝组织、白色脂肪组织、棕色脂肪组织的形态学变化;用实时荧光定量分析技术（q PCR）检测胆汁酸受体、胆汁酸合成及转化、脂代谢等相关指标的mRNA水平变化;用免疫印迹法（Western blot）检测肝组织中FXR、FAS（fatty acid synthase,脂肪酸合成酶）、棕色脂肪组织中UCP1的蛋白水平变化。结果1.肥胖抵抗大鼠模型的制备高脂饮食诱导16周后,体重上1/3为DIO组,下1/3为DIO-R组,DIO-R组第16周体重记录显著低于DIO组（p＜0.001）,DIO组体重显著高于NC组（p＜0.001）。DIO-R组体脂率明显低于DIO组（p＜0.05）,而DIO组体脂率则高于NC组（p＜0.01）。白色脂肪湿重中DIO组的重量均显著高于NC组（p＜0.001）及DIO-R组（p＜0.001）,白色脂肪组织HE染色DIO组可见明显膨大的脂肪细胞且在相同倍数下显示细胞数量减少,而DIO-R组脂肪细胞面积正常、整体形态接近于NC组。2.各组大鼠血清生化指标的变化（1）与DIO-R组大鼠相比,DIO组表现出明显的肝损伤:DIO组ALT指标虽明显高于NC组及DIO-R组,但无统计意义,而AST指标DIO组显著高于NC组（p＜0.01）及DIO-R组（p＜0.05）。（2）相较于DIO-R组大鼠,DIO组表现出血脂代谢紊乱:DIO组HDL水平虽低于NC组及DIO-R组,但并无统计意义。但可见DIO组LDL和TC水平明显高于NC组（p＜0.01和p＜0.05）及DIO-R组（p＜0.01和p＜0.05）,DIO-R组TG水平显著低于DIO组（p＜0.05）。3.肥胖抵抗大鼠胆汁酸亚组分的变化（1）DIO-R组大鼠胆汁中的CA（cholic acid,胆酸）含量水平明显低于DIO组大鼠。血清中可见DIO组大鼠CDCA（chenodeoxycholic acid,鹅脱氧胆酸）的水平明显低于NC组,而DIO-R组大鼠CDCA在血清、肝组织及胆汁中未见其与DIO组大鼠有明显区别,但DIO-R组大鼠MCA（muricholic acid,鼠胆酸）水平均明显高于DIO组大鼠。在血清及肝组织中DIO-R组大鼠UDCA（ursodeoxycholic acid,熊去氧胆酸）的水平明显高于DIO组大鼠。（2）DIO-R组大鼠总胆酸的水平明显高于DIO组大鼠,其结合态胆汁酸在血清、肝组织及胆汁中均明显高于DIO组大鼠。DIO-R组大鼠在血清及肝组织中其甘氨结合态胆汁酸占比明显高于DIO组大鼠。4.肥胖抵抗大鼠胆汁酸合成相关酶的表达（1）肥胖抵抗大鼠胆汁酸的合成途径改变:DIO-R组大鼠肝组织中胆汁酸合成经典途径的关键酶CYP7A1（cholesterol 7α-hydroxylase,胆固醇7α羟化酶）及CYP8B1（sterol 12α-hydroxylase,甾醇12α羟化酶）的mRNA水平明显低于DIO组大鼠（p＜0.05）,而其替代途径的关键酶CYP27A1（sterol 27 hydroxylase,甾醇27羟化酶）及CYP7B1（oxysterol 7α-hydroxylase,氧固醇7α羟化酶）水平明显高于高于DIO组大鼠（p＜0.01和p＜0.05）;而DIO组大鼠肝组织中CYP7A1显著高于NC组（p＜0.001）,替代途径CYP27A1及CYP7B1的水平DIO组大鼠是低于NC组大鼠（p＜0.05和p＜0.01）。（2）肥胖抵抗大鼠促进胆汁酸的结合和转化:DIO-R组大鼠肝组织中促进胆汁酸结合和转化的酶BAAT（bile acid Co A amino acid N-acetyltransferase,胆汁酸辅酶A氨基酸N-乙酰基转移酶）、BACS（bile acid coenzyme A synthase,胆汁酸辅酶A合成酶）及CYP2C22（cytochrome P450 family 2 subfamily c polypeptide 22,细胞色素P4502c家族酶22）的mRNA水平均明显高于DIO组大鼠（p＜0.05,p＜0.05和p＜0.01）,并且DIO组大鼠肝组织中BACS mRNA水平明显低于NC组大鼠（p＜0.01）。5.肥胖抵抗大鼠通过FXR-SHP通路抑制肝脂质合成（1）肥胖抵抗大鼠FXR表达增加:DIO组肝组织大鼠胆汁酸核受体FXR mRNA和蛋白表达水平均显著低于NC组（p＜0.001）,FXR的下游分子SHP（small heterodimer partner,小异二聚体）mRNA表达亦明显低于NC组大鼠（p＜0.01）;而DIO-R组大鼠FXR在蛋白及mRNA表达水平明显高于DIO组大鼠（p＜0.01和p＜0.05）,其下游分子SHP亦明显高于DIO组大鼠（p＜0.01）。（2）肥胖抵抗大鼠FAS表达降低:在肝组织中,DIO组大鼠SREBP-1c（sterol regulatory element-binding protein-1c,甾醇调节元件结合蛋白-1c）mRNA水平都显著高于NC组（p＜0.001）及DIO-R组大鼠（p＜0.001）;SREBP-1c的下游分子FAS的蛋白表达亦明显高于NC组（p＜0.05）及DIO-R组大鼠（p＜0.05）。（3）肥胖抵抗大鼠PPARα表达增加:DIO-R组大鼠肝组织PPARα（peroxisome proliferator-activated receptorα,过氧化物酶体增殖物激活受体α）mRNA水平明显高于DIO组大鼠（p＜0.05）,而DIO组大鼠的PPARα水平不仅低于DIO-R组,亦明显低于NC组大鼠（p＜0.05）。（4）HE染色显示,DIO组肝组织存在广泛的脂肪变性和气球样变;而DIO-R组相较于DIO组,肝组织中仅少量存在且肝小叶形态正常。6.肥胖抵抗大鼠通过TGR5-UCP1途径提高棕色脂肪代谢活性（1）肥胖抵抗大鼠棕色脂肪组织TGR5表达增加:DIO组大鼠TGR5 mRNA表达明显低于NC组大鼠（p＜0.05）,DIO-R组大鼠TGR5 mRNA表达水平显著高于DIO组大鼠（p＜0.01）。（2）肥胖抵抗大鼠促进棕色脂肪组UCP1的表达:DIO组大鼠棕色脂肪组织中UCP1的蛋白和mRNA水平及D2（deiodinase2,脱碘酶2）的mRNA水平均显著低于NC组大鼠（p＜0.001）;而DIO-R组大鼠UCP1的蛋白和mRNA水平及D2的mRNA水平均显著高于DIO组大鼠（p＜0.001,p＜0.01和p＜0.001）。（3）DIO-R组大鼠棕色脂肪组织湿重较DIO组明显增高（p＜0.05）。HE染色显示,DIO组脂肪细胞明显增大,数量变少,而DIO-R组脂肪细胞较DIO组面积明显减少、数量增多。结论1.肥胖抵抗大鼠胆汁酸合成经典途径相关酶的表达减少,替代途径相关酶增加,从而改变胆汁酸亚组分组成,使亲水性胆汁酸及甘氨结合态胆汁酸增多。2.肥胖抵抗大鼠可通过胆汁酸核受体FXR抑制肝脂肪合成,并通过膜受体TGR5促进棕色脂肪组织的脂肪分解,从而形成抵抗肥胖。