探讨自噬在3T3-L1细胞棕色化中的作用机制
发布时间：2021-12-19 17:12
白色脂肪细胞的过度肥大和增殖,是导致肥胖及其相关代谢疾病的病理基础。通过白色脂肪细胞棕色化将白色脂肪细胞转变成米色脂肪细胞,由主司储能转变为产热的特性,是防治超重和肥胖症的策略之一。本实验室既往研究表明,抑制胰岛素-PI3K-AKT信号通路不仅可显著抑制人和小鼠白色前脂肪细胞成脂分化,促进白色成熟脂肪细胞去分化,还可显著抑制人和小鼠前脂肪细胞棕色化成脂。国内外研究发现,自噬在白色前脂肪细胞成脂分化及去分化过程中起着重要的调控作用,且自噬同成脂分化的关键连接点是mTOR。那么,自噬在白色前脂肪细胞棕色化过程中又起到怎样的调控作用呢?我们假设:自噬参与并通过PI3K-AKT-mTOR信号通路调控白色前脂肪细胞棕色化。为验证此假设,我们设计以下实验,以期初步明确自噬调控白色前脂肪细胞棕色化的分子机制。本文选用3T3-L1小鼠成纤维细胞系为实验材料,采用“棕色鸡尾酒法”诱导其棕色化成脂分化,共诱导8天,同时使用不同药物进行干预,共设置7组,分别为未诱导组（只添加完全生长培养基CGM）、单纯棕色化诱导组（只添加棕色化诱导培养基CBIM）)、棕色化诱导并胰岛素信号抑制组（CBIM+OSI-906）...
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WAC形态特征
山东师范大学硕士学位论文12图1-2WAC主要合成分泌的脂肪因子。瘦素，脂联素，抵抗素，肿瘤坏死因子-α，白细胞介素-6，纤溶酶原激活物抑制剂-1（PAI-1），血管紧张素原（AGT），锌α2糖蛋白（ZAG），视黄醇结合蛋白-4（RBP-4），趋化素（Chemerin）等[13]。Figure1-2WACmainlysynthesizessecretedadipokine.Leptin,adiponectin,resistin,tumornecrosisfactor-alpha,interleukin-6,plasminogenactivatorinhibitor-1(PAI-1),angiotensingen(AGT),zinc-2glycoprotein(ZAG),retinolbindingprotein-4(RBP-4),chemokine(Chemerin),etal[13].除了WAT可以分泌激素，提供缓冲以保护器官和骨骼之外，其主要功能是响应于生物体的营养状态来平衡脂肪的生成和分解[14]。WAT在哺乳动物体内有两种形式存在，分别是皮下WAT（subcutaneousWAT,sWAT）和内脏WAT（epididymalWAT,eWAT）。sWAT位于腹腔内，主要分布在皮下及散布在骨骼肌中的肌肉内可提供隔热保暖。eWAT分布在主要分布在内部器官（例如胃，肝，肠和肾）周围并起到缓冲及保护器官的作用。相较于WAC，BAC在体内的含量较少，那么除此之外，BAC还有哪些不同之处呢？1.2棕色脂肪细胞1.2.1起源大多数BAC来自胚胎中胚层的前体细胞，这些前体细胞也会产生骨骼肌细胞和WAC亚群，但WAC和BAC来源于不同的间充质干细胞谱系[15]。BAC衍生自肌源性因子5（myogenicfactor5,Myf5）阳性前体而WAC和米色脂肪细胞均来源于Myf5阴性前体。由于米色脂肪细胞同WAC来源自相同谱系，所以在外界刺激下可以互相转化（图1-3）[16,17]。
山东师范大学硕士学位论文13图1-3脂肪细胞的起源。BAC与骨骼肌细胞共同起源于Myf5+，WAC与米色脂肪细胞共同起源于Myf5-，米色脂肪细胞也可以在去甲肾上腺素的刺激下从白色前脂肪细胞中发育而来[16]。Figure1-3Originofadipocytecells.BACandskeletalmusclecellsoriginatefromMyf5+,WACandbeigefatcellsfromMyf5-,andbeigeadipocytecellscanalsodevelopfromwhitepre-adipocytecellsstimulatedbynoradrenaline[16].1.2.2形态与功能BAC主要形态特征是胞质内含有多房性小脂肪滴，这增加了脂滴表面积，促进代谢产物与线粒体的交换。此外，细胞表面密布交感神经纤维和毛细血管,允许有效地将氧气和底物输送至BAC，并将此产生的热量传递至其他部位所利用（图1-4）[2]。相较于WAC，BAC中的线粒体含量要高得多，且线粒体内膜中含有高浓度的解偶联蛋白1（uncoupingprotenin1,UCP1）。当UCP1被激活时部分地消散了氧化磷酸化产生的质子梯度，使膜电位降低并导致底物氧化水平升高，从而将脂质和葡萄糖的化学能以热能的形式释放，以满足代谢的能量需求[18-20]。所以，不同于WAC贮存能量的作用，BAC的主要功能是通过非颤栗性产热来消耗能量，维持体温，且对胰岛素抵抗、肥胖等不良影响起到一定的抵抗作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]PI3K/Akt/mTOR信号通路与自噬及肿瘤的关系[J]. 舒婷,万福生. 中国生物化学与分子生物学报. 2016(11)
[2]3T3-L1前脂肪细胞分化过程中自噬的发生与线粒体数目的改变[J]. 张许,林海燕,尹业,韩晓,程光. 南京医科大学学报(自然科学版). 2015(12)
[3]Distinction of white,beige and brown adipocytes derived from mesenchymal stem cells[J]. Anna Park,Won Kon Kim,Kwang-Hee Bae. World Journal of Stem Cells. 2014(01)
硕士论文
[1]自噬在胰岛素介导的3T3-L1脂肪细胞去分化中的作用机制[D]. 郭聪聪.山东师范大学 2019
[2]胰岛素信号影响小鼠和人脂肪干细胞棕色化及其机制探讨[D]. 黄坤.山东师范大学 2018
本文编号：3544747
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WAC形态特征
山东师范大学硕士学位论文12图1-2WAC主要合成分泌的脂肪因子。瘦素，脂联素，抵抗素，肿瘤坏死因子-α，白细胞介素-6，纤溶酶原激活物抑制剂-1（PAI-1），血管紧张素原（AGT），锌α2糖蛋白（ZAG），视黄醇结合蛋白-4（RBP-4），趋化素（Chemerin）等[13]。Figure1-2WACmainlysynthesizessecretedadipokine.Leptin,adiponectin,resistin,tumornecrosisfactor-alpha,interleukin-6,plasminogenactivatorinhibitor-1(PAI-1),angiotensingen(AGT),zinc-2glycoprotein(ZAG),retinolbindingprotein-4(RBP-4),chemokine(Chemerin),etal[13].除了WAT可以分泌激素，提供缓冲以保护器官和骨骼之外，其主要功能是响应于生物体的营养状态来平衡脂肪的生成和分解[14]。WAT在哺乳动物体内有两种形式存在，分别是皮下WAT（subcutaneousWAT,sWAT）和内脏WAT（epididymalWAT,eWAT）。sWAT位于腹腔内，主要分布在皮下及散布在骨骼肌中的肌肉内可提供隔热保暖。eWAT分布在主要分布在内部器官（例如胃，肝，肠和肾）周围并起到缓冲及保护器官的作用。相较于WAC，BAC在体内的含量较少，那么除此之外，BAC还有哪些不同之处呢？1.2棕色脂肪细胞1.2.1起源大多数BAC来自胚胎中胚层的前体细胞，这些前体细胞也会产生骨骼肌细胞和WAC亚群，但WAC和BAC来源于不同的间充质干细胞谱系[15]。BAC衍生自肌源性因子5（myogenicfactor5,Myf5）阳性前体而WAC和米色脂肪细胞均来源于Myf5阴性前体。由于米色脂肪细胞同WAC来源自相同谱系，所以在外界刺激下可以互相转化（图1-3）[16,17]。
山东师范大学硕士学位论文13图1-3脂肪细胞的起源。BAC与骨骼肌细胞共同起源于Myf5+，WAC与米色脂肪细胞共同起源于Myf5-，米色脂肪细胞也可以在去甲肾上腺素的刺激下从白色前脂肪细胞中发育而来[16]。Figure1-3Originofadipocytecells.BACandskeletalmusclecellsoriginatefromMyf5+,WACandbeigefatcellsfromMyf5-,andbeigeadipocytecellscanalsodevelopfromwhitepre-adipocytecellsstimulatedbynoradrenaline[16].1.2.2形态与功能BAC主要形态特征是胞质内含有多房性小脂肪滴，这增加了脂滴表面积，促进代谢产物与线粒体的交换。此外，细胞表面密布交感神经纤维和毛细血管,允许有效地将氧气和底物输送至BAC，并将此产生的热量传递至其他部位所利用（图1-4）[2]。相较于WAC，BAC中的线粒体含量要高得多，且线粒体内膜中含有高浓度的解偶联蛋白1（uncoupingprotenin1,UCP1）。当UCP1被激活时部分地消散了氧化磷酸化产生的质子梯度，使膜电位降低并导致底物氧化水平升高，从而将脂质和葡萄糖的化学能以热能的形式释放，以满足代谢的能量需求[18-20]。所以，不同于WAC贮存能量的作用，BAC的主要功能是通过非颤栗性产热来消耗能量，维持体温，且对胰岛素抵抗、肥胖等不良影响起到一定的抵抗作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]PI3K/Akt/mTOR信号通路与自噬及肿瘤的关系[J]. 舒婷,万福生. 中国生物化学与分子生物学报. 2016(11)
[2]3T3-L1前脂肪细胞分化过程中自噬的发生与线粒体数目的改变[J]. 张许,林海燕,尹业,韩晓,程光. 南京医科大学学报(自然科学版). 2015(12)
[3]Distinction of white,beige and brown adipocytes derived from mesenchymal stem cells[J]. Anna Park,Won Kon Kim,Kwang-Hee Bae. World Journal of Stem Cells. 2014(01)
硕士论文
[1]自噬在胰岛素介导的3T3-L1脂肪细胞去分化中的作用机制[D]. 郭聪聪.山东师范大学 2019
[2]胰岛素信号影响小鼠和人脂肪干细胞棕色化及其机制探讨[D]. 黄坤.山东师范大学 2018
本文编号：3544747
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