MBL对高脂诱导肥胖的调节作用及机制研究

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背景肥胖(Obesity)对人类健康的危害与日俱增,如何遏制和治疗肥胖,已成为一个亟待解决的公共健康问题。自噬(Autophagy)作为一种溶酶体依赖性自我降解途径,不仅参与了脂肪形成过程,在脂肪细胞分化进程中也有着举足轻重的作用。免疫因素对肥胖及相关代谢性疾病的影响是近年来的研究热点。甘露聚糖结合凝集素(Mannan-binding lectin,MBL)被称为“天然免疫系统的关键分子”。本研究采用体内外实验系统探讨MBL对高脂饮食诱导肥胖小鼠的调节作用,并初步揭示自噬在MBL调控中的角色,提出MBL通过调控自噬进而影响肥胖发生发展的新观点,将丰富天然免疫的基础理论,拓宽代谢免疫学内涵,具有重要的科学意义。目的研究MBL对高脂饮食诱导肥胖小鼠脂质代谢的调节作用,并基于自噬探讨MBL对3T3-L1脂肪细胞成脂分化的调节机制。方法1.选用C57BL/6品系的WT与MBL-/-雄鼠,高脂饮食构建肥胖模型,普通饮食作对照。成模后,应用代谢笼(动物代谢检测系统)监测小鼠摄食、饮水、活动、O2消耗和CO2排出等基础能量代谢指标的变化;胰岛素和葡萄糖耐量试验评估小鼠胰岛素抵抗及葡萄糖耐受程度;全自动生化分析仪测定小鼠血清TG、TC、LDL-C和HDL-C含量;ELISA检测小鼠血清INS、LEP、ADP和FFA分泌水平;取附睾脂肪组织及肝脏组织,HE与油红O染色观察组织病理学改变及脂滴蓄积;Western blot检测脂肪脂质合成与分解相关因子PPARγ、C/EBPα、p-HSL和HSL蛋白表达水平。2.体外培养3T3-L1前脂肪细胞,在诱导分化至成熟脂肪细胞的不同阶段给予不同浓度MBL干预。采用油红O染色分析细胞分化成熟及MBL干预下脂滴积累情况;CCK-8法检测不同干预条件下细胞增殖能力的变化;Western blot和q RT-PCR检测自噬关键因子LC3B、Beclin1、p62等蛋白及m RNA表达水平;自噬工具药物巴弗洛霉素A1与氯喹干预自噬流以进一步分析自噬活性;最后采用Western blot分析自噬关键信号通路AMPK/mTOR中信号分子的表达及磷酸化。结果1.经过16周的诱导成功构建肥胖小鼠模型。与WT HFD小鼠相比,MBL-/-HFD小鼠体重增加,空腹血糖水平增加,昼夜平均氧气消耗量和二氧化碳产出量降低;各组小鼠摄食量、饮水量和运动量无统计学差异。2.与WT HFD小鼠相比,MBL-/-HFD小鼠在16周显示可显著加重胰岛素抵抗程度和葡萄糖耐量损害。3.与WT HFD小鼠相比,MBL-/-HFD小鼠血清中INS、TC和LDL-C水平升高,LEP、ADP和HDL-C水平降低,加重脂代谢紊乱。4.与WT HFD小鼠相比,MBL-/-HFD小鼠肝脏与脂肪组织质量增加;脂肪组织细胞相对面积显著增大;肝脏组织脂肪变性严重、部分炎性细胞浸润、脂滴大量沉积。5.与WT HFD小鼠相比,MBL-/-HFD小鼠脂质合成蛋白C/EBPα与PPARγ表达量增强,脂质分解蛋白p-HSL(Ser563)表达量降低。6.采用经典鸡尾酒法在3T3-L1前脂肪细胞诱导第10天时可达到完全分化状态,且不同分化阶段脂肪细胞内脂滴在MBL(10μg/m L)干预下呈不同程度的减少。7.在3T3-L1前脂肪细胞分化过程中,MBL处理组(10μg/m L)自噬蛋白Beclin1和Atg7表达量高于对照组,P62蛋白表达量低于对照组,且在前体与分化6天(分化中期)脂肪细胞阶段作用最明显。8.在前体脂肪细胞与分化6天脂肪细胞阶段,与对照组相比,不同浓度MBL(1μg/m L-10μg/m L)处理组自噬蛋白LC3B和Beclin1表达量增强,自噬基因LC3B、Beclin1、Atg5和Atg7 m RNA表达量增强,自噬蛋白P62表达量降低,自噬基因P62和LAMP1 m RNA表达量降低,均呈浓度依赖关系。9.自噬工具药物Bafilomycin A1及CQ的使用结果证实,MBL通过增加自噬体的合成与降解增强脂肪细胞的自噬活性。10.在MBL(1μg/m L-10μg/m L)干预下,脂肪细胞AMPK(Thr172)蛋白的磷酸化水平明显上调,mTOR(Ser2481)蛋白的磷酸化水平明显下调,呈现浓度依赖关系。结论1.MBL能够有效抑制高脂饮食诱导小鼠的肥胖,改善胰岛素抵抗与脂代谢紊乱,逆转脂肪组织质量的增加与脂肪细胞的肥大,减少肝脏脂滴储存与脂肪变性。2.MBL能够通过调控AMPK/mTOR信号通路加快分化过程中3T3-L1脂肪细胞的自噬进程,从而减少脂滴积累,降低脂质合成。
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