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目的:腺苷酸激活蛋白激酶(AMPK)/过氧化物体增殖物激活受体-γ共激活因子-1α(PGC-1α)信号通路介导了白色脂肪组织(WAT)褐变。诱导WAT褐变增加能量消耗对代谢疾病的干预至关重要。但是,肥胖使这一过程变得不敏感,其具体机制尚不清楚。研究表明,肥胖人群普遍存在“代谢性内毒血症”。因此,本研究旨在探究内毒素(脂多糖,LPS)是否通过影响AMPK/PGC-1α信号通路进而抑制脂肪细胞褐变,为阐明LPS在代谢疾病中的作用及机制提供理论依据。方法:1.动物实验48只6周龄C57BL/6小鼠分为二组:标准小鼠饲料组(32只)与45%千卡脂肪高脂饲料组(16只)。每周监测小鼠体重。19周后,标准饲料喂养小鼠随机分为四组:正常对照组(ND)、注射CL316,243组(CL)、注射LPS组(LPS)、注射LPS及CL316,243组(LPS+CL);高脂饲料喂养小鼠随机分为二组:高脂饮食组(HFD)、高脂饮食注射CL316,243组(HFD+CL)。监测小鼠食物摄入量(2次/W)。造模完成后,用1%戊巴比妥钠进行麻醉,分离腹股沟脂肪组织及附睾脂肪组织并称重。将脂肪组织分两部分,部分置于无菌标本管中并快速冻存于-80℃保存,Western blot检测LBP、TLR4、AMPK、p-AMPK、PGC-1α、UCP1蛋白表达及RT-q PCR检测UCP1 m RNA表达;部分置于4%多聚甲醛,固定24 h,HE染色观察脂肪细胞形态变化。2.体外实验3T3-L1前脂肪细胞培养于DMEM高糖溶液(含10%FBS、1%青链霉素)中。取对数生长期细胞接种于六孔板,细胞生长至完全融合后将其诱导成脂肪细胞,镜下观察脂肪细胞形态并用油红O染色进行鉴定。将诱导成熟的脂肪细胞分为四组:对照组(NC)、10μmol/L CL316,243组(CL)、10μmol/L CL316,243联合15μmol/L AMPK抑制剂(CC)(提前2 h加入)组(CC+CL)、10μmol/L CL316,243联合1μg/ml LPS(提前24 h加入)组(LPS+CL)。干预完成后,Western blot检测AMPK、p-AMPK、PGC-1α、UCP1蛋白表达,RT-q PCR检测UCP1 m RNA表达,细胞免疫荧光检测线粒体含量变化。3.统计分析所有数据均以均数±标准误(mean±SEM)表示,采用SPSS 22.0和Graph Pad Prism 6(Version 6.02)软件进行统计学分析,组间比较采用t检验、单因素方差分析和Mann-Whitney秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。结果:1.与ND组相比,HFD组小鼠体重于第3周开始升高,差异具有统计学意义(P<0.05);19周后,HFD组小鼠体重、腹股沟白色脂肪组织和附睾白色脂肪组织均明显增加(P<0.001)。2.与ND组相比,CL组小鼠体重下降(P<0.05);食物摄入量差异无统计学意义;HE染色结果显示,脂肪细胞形态由单房脂滴向多房脂滴转变;UCP1蛋白(P<0.001)及m RNA(P<0.05)表达显著增加。与HFD组相比,HFD+CL组小鼠体重及食物摄入量均无统计学差异(P>0.05);HE染色结果显示,脂肪细胞形态并未发生明显变化。与CL组相比,HFD+CL组小鼠UCP1蛋白(P<0.001)、UCP1 m RNA(P<0.05)、AMPK蛋白磷酸化水平(P<0.001)及PGC-1α(P<0.01)蛋白表达显著减少。3.与ND组相比,HFD+CL及LPS+CL组小鼠腹股沟白色脂肪组织LBP和TLR4蛋白表达均增加(P<0.001);HE染色结果显示,LPS+CL组小鼠脂肪细胞形态未发生显著改变。与CL组相比,LPS+CL组小鼠UCP1蛋白(P<0.001)、UCP1 m RNA(P<0.05)、AMPK蛋白磷酸化水平(P<0.001)及PGC-1α(P<0.01)蛋白表达显著减少。4.体外实验结果显示,与NC组相比,CL组UCP1蛋白(P<0.01)、UCP1 m RNA(P<0.05)、AMPK蛋白磷酸化水平(P<0.001)及PGC-1α蛋白(P<0.01)表达显著增加;细胞线粒体免疫荧光显示CL组线粒体含量表达增加。与CL组相比,CC+CL显著减少了UCP1蛋白(P<0.01)、UCP1 m RNA(P<0.01)、AMPK蛋白磷酸化水平(P<0.001)及PGC-1α蛋白(P<0.001)表达;LPS+CL组UCP1蛋白(P<0.01)、UCP1 m RNA(P<0.01)、AMPK蛋白磷酸化水平(P<0.001)及PGC-1α(P<0.01)蛋白表达也显著减少。结论:高脂饮食致肥胖小鼠抑制CL316,243诱导的i WAT褐变,其原因可能与LPS下调脂肪细胞AMPK/PGC-1α信号通路有关。