高脂诱导的氧化应激对甲状腺激素稳态的影响及槲皮素的调节作用

发布时间：2017-05-13 11:10

  本文关键词：高脂诱导的氧化应激对甲状腺激素稳态的影响及槲皮素的调节作用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：甲状腺激素(TH)对于能量代谢至关重要,但其在肥胖发生发展中的作用机制尚不清楚。氧化应激干扰甲状腺激素代谢,可能是甲状腺激素影响肥胖的作用机制。本文主要研究了氧化应激诱导的甲状腺激素稳态失衡在不同肥胖易感性中的作用;槲皮素预防性干预对不同周期高脂诱导的小鼠甲状腺激素稳态的调节作用及依赖于甲状腺激素的肝脏能量代谢过程的变化;并探讨了槲皮素在已形成的小鼠肥胖模型中对脂肪肝的影响;最后从维持脑部甲状腺激素稳态角度研究了槲皮素干预对短期高脂诱导的小鼠认知能力的改善作用。高脂膳食诱导肥胖易感和肥胖抵抗表型,分别评价短期(7周)和长期(27周)高脂日粮饲喂条件下甲状腺激素稳态的差异,同时评估这种差异对肝脏能量代谢的影响。结果显示,短期饲喂高脂日粮,与对照组相比,肥胖抵抗小鼠通过增加肝脏谷胱甘肽过氧化物酶(Gpx)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA)水平,提高1型脱碘酶(D1)活性而升高血清T3水平(P0.05);肥胖易感小鼠主要通过激活下丘脑-垂体-甲状腺(HPT)轴(下丘脑Trh、垂体Tsh表达上调以及血清TSH升高)增强甲状腺的合成能力(Nis、Tpo、Duox2等表达上调)提高循环中的T4水平;长期饲喂高脂日粮,相比于对照组,肥胖抵抗小鼠和肥胖易感小鼠的肝脏D1活性均降低(P0.05),肥胖抵抗小鼠通过激活HPT轴提高甲状腺的合成能力(Nis、Tpo、Tgb等表达上调)提高循环TH水平,恢复肝脏部分能量代谢相关基因的表达;肥胖易感小鼠由于HPT轴受损,甲状腺发生氧化应激(Gpx3、Nrf2等显著下调,Duox2显著上调),造成甲状腺激素合成不足(Tpo、Nis、Tgb表达显著下降),使依赖于TH的能量代谢过程受损,体重进一步增加。高脂膳食分别饲喂小鼠3周、7周、17周、27周,同时用0.025%、0.05%、0.1%(w/w)槲皮素进行干预,研究槲皮素对甲状腺激素稳态的调节作用。结果显示,随着饲喂时间的延长,与对照组相比,高脂组小鼠TSH在不同阶段均升高,总T4在7、17周显著升高,但27周时无差异,总T3除7周升高外无明显变化,同时肝脏、肾脏、脑在7周时出现明显氧化应激,肝脏D1至17周时出现活性下降,表明作用于肝脏的T3减少,能量消耗低于对照组,肝脏脂质从7周起逐渐沉积,伴随着T3靶基因的显著变化,包括脂质生成基因(Fasn、Srebf1、Acc1)、脂肪酸氧化基因(Cpt1α和Pparα)、能量代谢基因(Cox7c和Atp5c1)。槲皮素干预在3、7、17周均能增加能量消耗,改善肝脏、肾脏、脑部的氧化还原状态,提高局部D1、D2的活性,调节T3靶基因的表达,包括Fasn、Srebf1、Acc1、Cpt1α、Pparα、Cox7c、Atp5c1,促进脂肪酸氧化和能量消耗,减少肝脏脂质生成,对体重有一定的改善作用,以0.05%槲皮素效果最为明显。在27周时槲皮素调节甲状腺激素稳态的能力减弱,相比于高脂组,虽然T4显著上升,但由于D1的下降导致T3与高脂组无异,伴随着肝脏T3靶基因的改变,肝脏脂质沉积,体重增加。高脂饲喂小鼠10周诱导肥胖模型后,分别对肥胖小鼠进行正常日粮、高脂添加0.05%槲皮素干预。结果显示,槲皮素和正常日粮干预7周后,正常日粮能够完全逆转高脂造成的改变,包括体重、呼吸商、能量消耗、血清总T4、总T3、TSH以及细胞因子(IL-6、TNF-α)的水平,同时恢复肝脏的氧化还原状态,维持肝脏D1活性以及依赖于T3的肝脏脂质代谢相关靶基因的表达。与高脂组相比,槲皮素干预虽然对能量消耗无促进作用,但显著增加血清T4水平和肝脏D1活性,提高肝脏T3水平,涉及脂质合成的T3靶基因显著下调(Fasn和Srebf1),脂肪酸氧化基因(Cpt1α和Pparα)无显著改变,最终降低高脂诱导的体重增加,但并未恢复至对照组水平。脑部甲状腺激素水平影响认知功能。饲喂高脂日粮7周,小鼠依赖于海马的学习记忆能力下降,表现为在Morris水迷宫中,与对照组相比,到达隐蔽平台的平均潜伏期延长,同时在定位航行实验中,所在平台目标象限的逗留时间缩短,伴随着海马BDNF和其基因表达水平均显著下降。高脂诱导多条通路的改变,包括长时程增强通路、甲状腺激素合成通路、过氧化物酶体通路等。血清TSH水平显著升高,但未能引起T4、T3显著变化。海马部位发生严重的氧化应激(Gpx和SOD显著下降,MDA水平显著上升),伴随D2活性下降,可能导致局部T3缺乏,依赖于T3的海马Glut4表达下降,影响局部葡萄糖的转运,导致认知障碍。0.05%槲皮素干预后在血浆和脑部积累,改善脑部氧化应激,恢复D2活性,同时与高脂组相比,显著改变多条通路,包括MAPK信号通路、甲状腺激素合成通路等,最终改善学习记忆能力。综上,甲状腺激素稳态失衡可能是导致不同肥胖易感性的原因,一定剂量的槲皮素干预在一定时间内能够预防和逆转高脂造成的甲状腺激素代谢紊乱,通过改善能量代谢减轻外周肥胖和促进认知功能。
【关键词】：甲状腺激素 氧化应激 槲皮素 肥胖 能量代谢
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS201.4
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-8
• 英文缩写一览表8-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 甲状腺激素与肥胖13-16
• 1.1.1 甲状腺激素的合成、调节和代谢13-14
• 1.1.2 甲状腺激素对能量代谢的作用14-15
• 1.1.3 甲状腺激素与肥胖15
• 1.1.4 甲状腺激素与脑功能15-16
• 1.2 肥胖与氧化应激16-18
• 1.2.1 氧化还原状态平衡及其调节16-17
• 1.2.2 肥胖易感与肥胖抵抗17-18
• 1.2.3 氧化应激与肥胖18
• 1.3 氧化应激与甲状腺激素18-20
• 1.3.1 氧化应激对甲状腺激素合成的影响18
• 1.3.2 氧化应激对脱碘酶活性的影响18-19
• 1.3.3 甲状腺激素对氧化应激的影响19-20
• 1.4 槲皮素与氧化应激、甲状腺激素的关系20-22
• 1.4.1 槲皮素与氧化应激20
• 1.4.2 槲皮素与代谢综合征20-21
• 1.4.3 槲皮素与甲状腺激素21-22
• 1.5 问题提出、立题依据和研究方案22-24
• 第二章 甲状腺激素稳态差异对不同肥胖易感性小鼠的影响24-43
• 2.1 前言24-25
• 2.2 实验材料25
• 2.2.1 试验主要材料25
• 2.2.2 试验主要试剂25
• 2.2.3 试验主要设备25
• 2.3 实验方法25-28
• 2.3.1 动物喂养及组织样品采集25-26
• 2.3.2 CLAMS代谢系统监测26
• 2.3.3 血清激素指标测定26
• 2.3.4 血脂测定26-27
• 2.3.5 氧化应激指标测定27
• 2.3.6 肝脏脂质测定27
• 2.3.7 肝脏组织学观察27
• 2.3.8 脱碘酶（D1 和D2）活性测定27
• 2.3.9 总RNA提取和RT-PCR27-28
• 2.3.10 统计分析28
• 2.4 结果与讨论28-41
• 2.4.1 高脂膳食对肥胖抵抗和肥胖易感表型体重、采食量的影响28-30
• 2.4.2 高脂膳食对肥胖抵抗和肥胖易感表型脏器指数的影响30-31
• 2.4.3 OP和OR小鼠血清指标的差异31-32
• 2.4.4 OP和OR小鼠RER、能量消耗和自主活动的差异32-36
• 2.4.5 OP和OR小鼠循环甲状腺激素和肝脏D1 活性差异36-37
• 2.4.6 OP和OR小鼠HPT轴差异37-39
• 2.4.7 OP和OR小鼠血清、肝脏和脑的氧化还原状态39-41
• 2.4.8 OP和OR小鼠依赖于TH调节的肝脏脂肪变性41
• 2.5 本章小结41-43
• 第三章 槲皮素对肥胖小鼠甲状腺激素稳态失衡的影响43-65
• 3.1 前言43
• 3.2 实验材料43-44
• 3.2.1 试验主要材料43
• 3.2.2 试验主要试剂43-44
• 3.2.3 试验主要设备44
• 3.3 实验方法44-46
• 3.3.1 动物喂养及组织样品采集44-45
• 3.3.2 CLAMS代谢系统监测45
• 3.3.3 血清激素指标测定45
• 3.3.4 血脂测定45
• 3.3.5 氧化应激指标测定45
• 3.3.6 肝脏脂质测定45-46
• 3.3.7 肝脏组织学观察46
• 3.3.8 脱碘酶 （D1 和D2）活性测定46
• 3.3.9 总RNA提取和RT-PCR46
• 3.3.10 统计分析46
• 3.4 结果与讨论46-63
• 3.4.1 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠体重、脏器指数的影响46-48
• 3.4.2 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠血脂的影响48-49
• 3.4.3 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠肝功能的影响49-50
• 3.4.4 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠空腹血糖、血浆胰岛素的影响50-51
• 3.4.5 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠血清甲状腺激素的影响51-52
• 3.4.6 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠肝脏氧化还原状态和D1 活性的影响52-53
• 3.4.7 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠肾脏氧化还原状态和D1 活性的影响53-54
• 3.4.8 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠脑氧化还原状态和D2 活性的影响54-56
• 3.4.9 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠RER的影响56-58
• 3.4.10 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠能量消耗的影响58-60
• 3.4.11 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠自主活动的影响60-62
• 3.4.12 槲皮素对不同周期高脂饲喂小鼠肝脏脂质代谢的影响62-63
• 3.5 小结63-65
• 第四章 槲皮素对高脂日粮饲喂小鼠脂肪肝的逆转作用65-77
• 4.1 前言65
• 4.2 实验材料65-66
• 4.2.1 试验主要材料65-66
• 4.2.2 试验主要试剂66
• 4.2.3 试验主要设备66
• 4.3 实验方法66-68
• 4.3.1 动物喂养及组织样品采集66-67
• 4.3.2 CLAMS代谢系统监测67
• 4.3.3 血液指标测定67
• 4.3.4 氧化应激指标测定67
• 4.3.5 肝脏脂质测定67
• 4.3.6 肝脏组织学观察67
• 4.3.7 D1 活性测定67
• 4.3.8 总RNA提取和RT-PCR67
• 4.3.9 Western blot检测蛋白表达67-68
• 4.3.10 统计分析68
• 4.4 结果和讨论68-76
• 4.4.1 槲皮素对高脂诱导的肥胖小鼠健康表型的影响68-69
• 4.4.2 OP与OR鼠分组前的代谢差异69-70
• 4.4.3 槲皮素对高脂诱导的肥胖小鼠RER、能量消耗和自主活动的影响70-71
• 4.4.4 槲皮素对高脂诱导的肥胖小鼠脂肪供能比例的影响71-72
• 4.4.5 槲皮素对高脂诱导的肥胖小鼠血清甲状腺激素和炎性因子的影响72-73
• 4.4.6 槲皮素对高脂诱导的肥胖小鼠肝脏氧化还原状态和D1 活性的影响73-74
• 4.4.7 槲皮素对高脂诱导的肥胖小鼠肝脏脂质代谢的影响74-76
• 4.5 本章小结76-77
• 第五章 槲皮素对短期高脂日粮饲喂小鼠学习记忆能力的改善作用77-90
• 5.1 前言77
• 5.2 实验材料77-78
• 5.2.1 试验主要材料77
• 5.2.2 试验主要试剂77
• 5.2.3 试验主要设备77-78
• 5.3 实验方法78-80
• 5.3.1 动物喂养及组织样品采集78
• 5.3.2 水迷宫实验78
• 5.3.3 血脂测定78-79
• 5.3.4 血浆和脑部槲皮素和丹酚酸B含量测定79
• 5.3.5 海马和前额叶皮层氧化应激指标79
• 5.3.6 血浆和海马细胞因子、化学因子、神经营养因子测定79
• 5.3.7 Nimbengen基因芯片分析79
• 5.3.8 荧光定量PCR测定79-80
• 5.3.9 统计分析80
• 5.4 结果与讨论80-89
• 5.4.1 槲皮素对短期饲喂高脂小鼠体重、采食量、体脂的影响80-81
• 5.4.2 槲皮素对短期饲喂高脂小鼠血脂、瘦素、甲状腺激素的影响81-82
• 5.4.3 槲皮素对短期饲喂高脂小鼠学习记忆能力的影响82-83
• 5.4.4 槲皮素对短期饲喂高脂小鼠脑部氧化还原状态及海马D2 活性的影响83-84
• 5.4.5 短期槲皮素、丹酚酸B干预后在血浆和脑部浓度84-85
• 5.4.6 槲皮素对短期饲喂高脂小鼠海马和外周炎性反应的影响85-86
• 5.4.7 槲皮素对短期饲喂高脂小鼠基因通路和相关差异表达基因的影响86-88
• 5.4.8 水迷宫成绩、氧化应激标志物和海马D2 活性的相关性分析88-89
• 5.5 本章小结89-90
• 主要结论与展望90-92
• 论文主要结论90-91
• 展望91-92
• 论文主要创新点92-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-104
• 附录: 作者在攻读博士学位期间发表的论文104

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