中枢BCL6通过POMC神经元调控代谢和能量平衡的作用及机制研究

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第一部分下丘脑POMC神经元特异性敲除BCL6对外周代谢平衡的影响目的:构建下丘脑POMC神经元上BCL6特异性敲除小鼠,来探索BCL6在POMC神经元调控小鼠外周糖脂代谢和能量代谢的作用及机制。方法:选择8周龄的BCL6flox/flox小鼠和POMCBcl6KO小鼠,随机分为4组,进行普通饲料喂养(ND)和高脂饲料喂养(HFD)12周。在造模过程中检测各组小鼠的摄食、体重、肛温的变化,并测定呼吸商和耗氧量等指标。通过测定空腹血糖和随机血糖比较各组小鼠血糖的变化。利用葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素耐量试验(ITT)检测小鼠胰岛素敏感性的变化以及胰岛素抵抗程度。造模结束取小鼠肝脏组织做苏木素-伊红染色(HE染色)和油红O染色,观察小鼠肝脏脂肪变性和脂质沉积的程度,并测定肝脏甘油三酯含量。取白色脂肪组织做HE染色,观察小鼠脂肪组织形态的变化。取棕色脂肪组织做HE染色观察形态,免疫组化染色和WB对UCP1含量进行检测。免疫荧光染色观察下丘脑p-STAT3和POMC的表达。结果:在普食喂养的条件下,POMC神经元上敲除BCL6对小鼠的体重、摄食、肛温、耗氧量和呼吸商、血糖、胰岛素敏感性等代谢指标均没有显著影响,对肝脏脂质沉积和甘油三酯含量,白色脂肪形态,棕色脂肪形态和UCP1含量也无显著影响。在高脂饮食下,与对照组小鼠相比,POMCBcl6KO小鼠体重、摄食减少;肛温升高;空腹血糖和随机血糖降低;GTT和ITT曲线下面积减小;耗氧量增多,呼吸商升高;肝脏脂滴减少,肝脂肪变性减轻,甘油三酯含量降低;白色脂肪组织细胞体积减小;棕色脂肪组织空泡化减少,UCP1含量增多。脑组织切片免疫荧光染色结果显示下丘脑ARC区p-STAT3和POMC的表达增多。结论:POMC神经元上BCL6敲除后,可以抵抗高脂饮食诱导的肥胖,改善胰岛素抵抗,增加外周能量消耗,其机制可能是BCL6敲除后增强了STAT3-POMC信号。第二部分下丘脑BCL6调控外周代谢和能量平衡的机制验证目的:在下丘脑POMC神经元上敲除STAT3,同时在POMC神经元上抑制BCL6的表达,来验证中枢BCL6是否通过STAT3-POMC信号对外周糖脂代谢和能量平衡进行调控。方法:将8周龄的POMC-Cre小鼠和POMCStat3KO小鼠分别随机分为两组,于ARC核团定点注射腺相关病毒AAV-DIO-GFP和AAV-DIOsh BCL6,并给予高脂喂养12周。在造模过程中检测各组小鼠的摄食、体重、肛温的变化。通过测定空腹血糖和随机血糖比较各组小鼠血糖的变化。利用GTT和ITT检测小鼠胰岛素敏感性的变化以及胰岛素抵抗程度。造模结束取小鼠肝脏组织做HE染色和油红O染色,观察小鼠肝脏脂肪变性和脂质沉积的程度,并测定肝脏甘油三酯含量。取白色脂肪组织做HE染色,观察小鼠脂肪组织形态的变化。取棕色脂肪组织做HE染色观察形态,免疫组化染色和WB对UCP1含量进行检测。结果:与对照组(POMC-Cre-GFP)相比,POMC神经元上BCL6的表达被抑制后(POMC-Cre-sh BCL6),小鼠的体重和摄食明显减少,肛温升高;空腹血糖和随机血糖降低;GTT和ITT曲线下面积减小;肝脏脂滴减少,肝脂肪变性减轻,甘油三酯含量降低;白色脂肪组织细胞体积减小;棕色脂肪组织空泡化减少,UCP1含量增多。但是在POMCStat3KO小鼠的POMC神经元上抑制BCL6的表达后(POMCStat3KO-sh BCL6),与对照组(POMCStat3KO-GFP)相比,小鼠的体重、摄食、肛温、空腹血糖和随机血糖都没有明显的差异;小鼠的胰岛素敏感性,肝脏脂肪沉积,脂肪细胞体积和棕色脂肪UCP1的表达也都没有显著性差异。结论:POMC神经元上STAT3敲除后抵消了中枢BCL6的抗肥胖作用,中枢BCL6通过POMC神经元对外周糖脂代谢和能量平衡的调控需要STAT3的介导。
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