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背景和目的:过去30年,急剧飙升的肥胖人数已经成为全球的社会公共健康问题。肥胖是糖尿病、心脑血管疾病和肿瘤最重要的危险因素之一。既往研究提示,超过2/3的高血压病归咎于肥胖。近期研究提示,脂肪因子在肥胖和其导致的代谢紊乱发病机制中具有极其关键的纽带作用。脂肪细胞分泌的脂肪因子在肥胖以及高血压等全身系统性炎症和胰岛素抵抗(IR)中有非常重要的作用。前期我们对视黄醇结合蛋白4(RBP4)在肥胖和高血压病的IR作用进行了相关研究,结果提示RBP4在肥胖患者中升高,但与IR无关。因此,不同脂肪因子在调节IR的作用上需要进一步的研究。近期鉴定的C1q肿瘤坏死因子相关蛋白(CTRPs)家族与脂联素(APN)结构同源,具有15个成员。其中CTRP3被认为是抗炎脂肪因子,可以抑制脂多糖、Toll样蛋白4和脂肪酸导致的炎症反应,同时可以促进小鼠脂肪细胞APN和抵抗素的释放。动物试验提示,CTRP3同时具有抑制肝糖原输出,降低血糖等作用。APN是最耳熟能详的CTRPs超家族成员之一,与IR紧密联系,被认为是肥胖等代谢性疾病的生物标记和治疗靶点。CTRPs家族中CTRP3和APN功能最接近,迄今尚未见CTRP3在初诊未治肥胖和高血压中的变化以及与IR的关系报道。因此本研究分为临床和基础两大部分,临床研究旨在观察肥胖患者的ctrp3水平和ir的关系(clinicaltrialno.02226471);基础研究拟探讨3t3-l1前脂肪细胞的分化、成熟脂肪细胞的ir和抗ir干预过程中ctrp3、apn和il-6等因子的动态变化和调控因素。方法:(1)本研究从2013年3月至2013年11月在第三军医大学西南医院体检中心收集826例体检者,依次选取性别和年龄匹配的246例为研究对象,按体重指数(bmi)分为肥胖组113例(男性72例,女性41例)和正常体重组133例(男性91例,女性42例)。基于血压程度分为4个亚组,肥胖高血压组(ob-nbp)(58例,男性35/女性23),肥胖非高血压组(ob-htn)(55例,男性37/女性18),正常体重和正常血压组(nw-nbp)(66例,男性43/女性23)和正常体重高血压组(nw-htn)(67例,男性48/女性19)。完成人体学参数收集,以及血清ctrp3水平,炎症和代谢指标测定。(2)体外培养传代3t3-l1前脂肪细胞,使用标准诱导分化方案诱导其成熟分化,其中一组在诱导分化a液中加入tnfα给予干预。在诱导分化的不同时点(分化前、第2、6和9天)分别收集细胞及上清,采用实时荧光定量pcr(rt-pcr)和酶联免疫吸附试验(elisa)检测不同分化时间点脂肪细胞的ctrp3、apn的mrna和上清蛋白水平。(3)3t3-l1脂肪细胞ir模型建立:对分化第9天的3t3-l1脂肪细胞给予100nm胰岛素和10ng/mltnfα48小时干预,通过葡萄糖摄取情况验证模型;(4)对3t3-l1脂肪细胞ir模型分别给予罗格列酮、二甲双胍和利拉鲁肽48小时干预。采用rt-pcr、elisa检测不同干预因素下脂肪细胞中ctrp3、apn和il-6的mrna和上清蛋白水平。蛋白质印迹法(westernblot)检测ctrp3的表达情况。(5)采用spss17.0软件进行统计分析,数据统计分析前完成正态检验(kolmogorov-smirnov检验),非正态分布变量(ctrp3,tg,fins,homa-ir和homa-β)经对数转化后行统计学分析,正态连续性变量采用x±s表示,非正态连续性变量用中位数表示,计数资料采用绝对数和百分比表示,连续性变量组间比较采用t检验,多组间比较采用方差分析(anova),方差齐性采用最小显著性差异法(lsd),方差不齐采用新复极差法检验法(dunnett’s),分类变量组间比较使用卡方检验,两变量间简单相关分析采用spearman或pearson相关分析,校正性别和血压后行偏相关分析,多元回归分析采用逐步线性回归以调整协变量的影响,检验独立影响因素;p<0.05为差异有统计学意义。结果:(1)肥胖和高血压患者的血清ctrp3水平低于正常组;(2)校正性别和血压后,ctrp3和腰围(r=-0.168,p=0.009),腰臀比(r=-0.183,p=0.004),homa-ir(r=-0.264,p=0.000),甘油三酯(r=-0.136,p=0.034),空腹血糖(r=-0.155,p=0.016),空腹胰岛素(r=-0.248,p=0.000)和homa-β(r=-0.128,p=0.047)呈线性相关;(3)多元线性回归分析提示血清ctrp3水平和性别,舒张压和homa-ir独立相关;(4)ctrp3和apn在3t3-l1前脂肪细胞中无表达,随着前脂肪细胞分化成熟,ctrp3mrna和apnmrna的转录水平呈逐渐上调趋势,在第9天达到高峰,分别为(98.65±2.68,P<0.01)和(166.21±4.75,P<0.01),APN mRNA的峰值更高。诱导分化A液加入TNFα的3T3-Ll前脂肪细胞,CTRP3 mRNA和APN mRNA的表达均受到明显抑制,随时间的延长,这种抑制作用更明显。(5)3T3-L1脂肪细胞IR状态分别使CTRP3 mRNA和APN mRNA的表达水平减少38%(P<0.01)和45%(P<0.01),而使IL-6 mRNA表达水平增加86%(P<0.01);使上清液CTRP3和APN的蛋白表达水平减少30%(P<0.01)和38%(P<0.01),而使IL-6 mRNA表达水平增加75%(P<0.01)。(6)罗格列酮干预分别使CTRP3 mRNA和APN mRNA的表达水平上升72%(P<0.01)和82%(P<0.01);而使IL-6 mRNA表达水平下降46%(P<0.01);二甲双胍干预分别使CTRP3 mRNA和APN mRNA的表达水平上升60%(P<0.01)和75%(P<0.01);而使IL-6 mRNA表达水平下降42%(P<0.01);利拉鲁肽干预分别使CTRP3 mRNA和APN mRNA的表达水平上升42%(P<0.01)和62%(P<0.01);而使IL-6 mRNA表达水平下降28%(P<0.01);上清蛋白的表达也具有相似趋势。结论:(1)肥胖患者的血清CTRP3水平与HOMA-IR密切相关,提示这个新的脂肪因子可能在肥胖相关的胰岛素抵抗发生机制中发挥重要作用;(2)CTRP3在前脂肪细胞的分化过程中动态变化,并受促炎介质的调控,CTRP3可能促进APN的表达分泌;(3)3T3-L1脂肪细胞IR状态使CTRP3和APN表达下调,而IL-6升高;(4)罗格列酮、二甲双胍和利拉鲁肽可能部分通过上调脂肪细胞中的CTRP3和APN,而下调IL-6途径改善脂肪细胞的IR状态。