TLR4在高脂饮食诱导的小鼠胰岛素抵抗中的作用及其对主动脉炎性细胞因子产生的影响

发布时间：2017-10-11 05:12

  本文关键词：TLR4在高脂饮食诱导的小鼠胰岛素抵抗中的作用及其对主动脉炎性细胞因子产生的影响

  更多相关文章： 高脂饮食 胰岛素抵抗 Toll样受体4 TLR4抑制剂 主动脉组织

【摘要】：胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)被定义为胰岛素代谢作用的敏感性或反应性降低,具体表现为细胞不能正常应答胰岛素的降糖作用。胰岛素抵抗是肥胖的一个重要特征,而肥胖相关的胰岛素抵抗是2型糖尿病等多种疾病起始进程的早期事件,既有研究表明,肥胖和2型糖尿病患者呈现系统的低度炎症,而低度炎症状态可能有助于胰岛素抵抗,是导致胰岛素抵抗的一个重要原因。Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)属于天然免疫中的模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs),TLR4为其成员之一,可表达于多种细胞中,脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是其最主要的配体之一。研究发现,TLR4信号不仅在应答病原生物入侵的天然免疫中发挥作用,同样参与了许多无菌的慢性炎症性疾病,游离脂肪酸(free fatty acid,FFA)可能是其主要的内源性配体。因此,TLR4在高脂饮食诱导的胰岛素抵抗中的作用有待深入研究。关于肥胖的流行病学研究发现肥胖相关的胰岛素抵抗在心血管疾病中的发生率亦不断攀升,胰岛素抵抗增加了冠状动脉粥样硬化性心脏病的风险,参与了动脉粥样斑块的发展,可能与胰岛素抵抗导致内皮细胞功能异常相关。那么,TLR4信号通路是否参与了高脂饮食诱导的胰岛素抵抗的病理生理过程?在高脂饮食诱导胰岛素抵抗时,TLR4信号通路是否与血管内皮细胞的炎症反应相关?为此,我们首先建立了高脂饮食诱导的胰岛素抵抗小鼠模型;进而给予胰岛素抵抗小鼠TLR4抑制剂TAK-242进行干预,观察抑制剂的使用对小鼠胰岛素抵抗的影响;检测小鼠主动脉组织TLR4的表达及其下游细胞因子肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)产生的变化,探讨TLR4、动脉血管炎症与胰岛素抵抗的相关性。本研究采用高脂饮食法建立胰岛素抵抗小鼠模型,选取出生21天的雄性C57BL/6小鼠45只,随机分为3组,每组15只,1组设为正常对照组,以基础饲料(low fat diet,LFD)喂养,另2组给予高脂饲料(high fat diet,HFD)。饲养7个月后,行葡萄糖耐量试验(glucose tolerance test,GTT)和胰岛素耐量试验(insulin tolerance test,ITT),观察小鼠胰岛素抵抗的发生。小鼠胰岛素抵抗模型建立后,给予TLR4抑制剂TAK-242干预。LFD组小鼠继续以基础饲料喂养(即作LFD对照组);HFD组小鼠继续给予高脂饲料,其中一组HFD小鼠腹腔注射TLR4抑制剂TAK-242,给药剂量为0.5mg TAK-242/kg体重,每周2次(给予TAK-242的高脂饮食实验组,记为HFD-T组);另一组HFD小鼠作为单纯高脂饮食的胰岛素抵抗空白对照组(HFD-C组),只给予等体积的溶媒-二甲基亚砜(DMSO)。给药4个月后,再次行GTT和ITT,后处死小鼠。收集血液标本,分离血清,采用全自动生化分析仪测定血浆葡萄糖(GLU)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)的水平。取小鼠胸主动脉至髂总动脉段标本,提取动物组织总RNA,逆转录后,采用实时荧光定量PCR技术检测3组小鼠主动脉组织TLR4及下游炎性细胞因子肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的转录水平的表达差异。实验结果表明,在建立小鼠胰岛素抵抗模型期间,与普通饲料组相比,高脂饮食组小鼠体重增长较快,第3个月时体重即出现显著差异(P0.05);高脂喂养7个月后,GTT和ITT结果显示,高脂饮食组小鼠调节血糖能力受损、对胰岛素的敏感性降低,提示高脂饮食组小鼠出现了胰岛素抵抗。对胰岛素抵抗的小鼠给予TLR4抑制剂TAK-242干预4个月后,发现胰岛素抵抗小鼠对葡萄糖的调节能力和对胰岛素的敏感性均有所改善。血浆生化指标结果显示,高脂饮食的2组小鼠血清中TG、TC、LDL-C、HDL-C水平均高于正常对照组(P0.01,n=15),但HFD-T和HFD-C两组小鼠血清中的TG、TC、LDL-C、HDL-C水平无差异。上述实验揭示TLR4参与了高脂饲料小鼠胰岛素抵抗的发生过程,推测TLR4的活化可能与高脂饮食状态下,FFA的积累和脂多糖LPS移位至体循环有关。实时荧光定量PCR结果显示,高脂饮食诱导的胰岛素抵抗小鼠主动脉组织细胞TLR4及TLR4信号转导通路下游的炎性细胞因子TNF-a和IL-6的转录水平表达明显高于正常饮食对照组(P0.05);TAK-242干预后,主动脉组织细胞TLR4及TNF-a和IL-6表达水平均下调,提示胰岛素抵抗状态下,主动脉组织细胞TLR4被活化,推测动脉炎症的发生与此相关。综上,采用高脂饮食诱导的方法成功建立了小鼠胰岛素抵抗模型;应用TLR4特异性抑制剂TAK-242能够改善高脂饮食诱导的胰岛素抵抗状态;高脂饮食诱导的胰岛素抵抗小鼠主动脉组织细胞TLR4及其信号通路下游的TNF-α和IL-6细胞因子表达升高,给予TAK-242干预后,TLR4、TNF-α和IL-6表达均下调。该研究结果提示高脂饮食诱导小鼠胰岛素抵抗的发生与TLR4信号通路活化相关;胰岛素抵抗时,动脉炎症反应的发生与TLR4信号通路活化相关。该研究结果丰富了胰岛素抵抗的病理生理机制,为进一步深入研究TLR4、动脉粥样硬化与胰岛素抵抗和炎症反应的关系奠定了实验基础。
【关键词】：高脂饮食 胰岛素抵抗 Toll样受体4 TLR4抑制剂 主动脉组织
【学位授予单位】：河北北方学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R587.1
【目录】：

• 中文摘要5-8
• 英文摘要8-12
• 英文缩写12-14
• 前言14-16
• 材料与方法16-24
• 结果24-27
• 附图27-32
• 附表32-34
• 讨论34-38
• 结论38-39
• 参考文献39-42
• 综述 TLR4与动脉粥样硬化42-67
• 参考文献59-67
• 致谢67-68
• 个人简历68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘金凤;董焕生;潘庆杰;王红军;董晓;;食源性肥胖小鼠胰岛素抵抗模型的建立[J];青岛农业大学学报(自然科学版);2014年02期

2 Anne E Bunner;P Charukeshi Chandrasekera;Neal D Barnard;;Knockout mouse models of insulin signaling: Relevance past and future[J];World Journal of Diabetes;2014年02期

3 王洪武;吴婷;齐俊英;王亚琦;罗小平;宁琴;;Salidroside Attenuates LPS-stimulated Activation of THP-1 Cell-derived Macrophages through Down-regulation of MAPK/NF-kB Signaling Pathways[J];Journal of Huazhong University of Science and Technology(Medical Sciences);2013年04期

，

本文编号：1010661