线粒体相关miRNA在肥胖形成中的作用

发布时间：2018-06-18 13:18

本文选题：肥胖 + 线粒体　；参考：《南京医科大学》2015年硕士论文

【摘要】：肥胖是一种以能量代谢失衡为特征的慢性代谢性疾病,主要表现为体内脂肪总含量过多和(或)局部含量增多及分布异常,它是心血管疾病,糖尿病和癌症三大疾病的高危因素。调节能量代谢的中心细胞器是线粒体,线粒体中调节代谢的关键因子是线粒体相关mi RNA,核基因组和线粒体自身基因组均可编码线粒体相关mi RNA。为了明确线粒体相关mi RNA在肥胖形成中的作用,我们通过构建肥胖小鼠模型,利用组织病理学、细胞生物学和分子生物学的方法比较分析各器官、组织表型及线粒体功能的变化,进而对其氧化应激水平、ATP含量等相关指标进行检测。结果显示,与正常饮食组小鼠相比,高脂饮食组小鼠肝脏中出现大量弥散的脂肪滴,肝脏中ROS水平和ATP含量显著升高。通过进一步检测小鼠肝脏中线粒体相关mi RNA表达水平,发现线粒体相关mi R-141-3p表达水平在高脂饮食组小鼠肝脏组织中显著上升。为了进一步明确线粒体相关mi R-141-3p在肥胖形成中的作用,我们采用人肝癌细胞(Hep G2细胞)进行相关细胞功能验证。结果显示,线粒体相关mi R-141-3p能够显著提高Hep G2细胞的ATP含量,增强线粒体呼吸功能及诱发氧化应激的发生。此外,通过生物信息学分析发现,线粒体相关mi R-141-3p的靶基因富集于p53通路,通过检测p53通路中靶基因的表达水平,发现同源性磷酸酶(PTEN,phosphatase and tensin homolog)表达水平显著下降。综上,线粒体相关mi R-141-3p通过抑制p53通路中的靶基因PTEN,诱发线粒体功能紊乱,导致能量正向平衡(能量摄入超过能量消耗),最终形成肥胖。第一部分肥胖形成过程中线粒体相关mi RNA的筛选目的构建小鼠肥胖模型,通过表型分析、线粒体功能相关指标以及线粒体相关mi RNA表达水平的检测,筛选与肥胖形成相关的线粒体mi RNA。方法利用高脂饮食诱导8周龄雄性C57BL/6J小鼠肥胖,通过对血清激素水平、空腹糖耐量、胰岛素耐量等试验,测定小鼠糖脂代谢水平和胰岛素敏感性;通过组织病理学分析等,筛选表型显著异常的组织和(或)器官;通过氧化应激水平、ATP含量等的测定,评价高脂饮食组小鼠肝脏中线粒体功能的变化;利用实时荧光定量RT-PCR法,检测高脂饮食组小鼠肝脏中线粒体相关mi RNA表达水平。结果高脂饮食诱导5周后,与正常饮食组相比,高脂饮食组小鼠体重开始显著上升;诱导8周后,高脂饮食组小鼠糖脂代谢相关血清激素水平(glucose,TC,HDL-C,LDL-C)显著上升;空腹糖耐量试验中60、90和120min三个时间点的血糖值均明显增高;胰岛素耐量试验中0、30、60、90和120min五个时间点的血糖值均明显增高;肝和白色脂肪组织的脏器系数均显著上升;白色脂肪组织中脂肪细胞体积明显变大,肝脏中出现大量弥散的脂肪滴。高脂饮食组小鼠肝脏ROS和MDA水平显著上升,而SOD和T-AOC水平显著下降;肝脏中ATP含量和线粒体相关mi R-141-3p表达水平显著上升。结论高脂饮食诱导小鼠形成肥胖,并引起糖脂代谢异常和胰岛素敏感性降低;高脂饮食组小鼠肝脏表型有明显异常,氧化应激增加,进而引起线粒体功能紊乱。第二部分线粒体相关mi R-141-3p在肥胖形成过程中的作用机制目的构建Hep G2细胞模型,通过对线粒体相关功能指标的检测以及靶基因富集细胞信号通路的分析,明确线粒体相关mi R-141-3p在肥胖形成中的作用。方法运用瞬时转染,将mi R-141-3p mimics转染到人肝癌Hep G2细胞中,通过对氧化应激,细胞耗氧率,线粒体基因组编码的参与氧化磷酸化基因表达等指标检测,明确Hep G2细胞中线粒体功能;通过对细胞周期,细胞凋亡等指标的检测,明确Hep G2细胞整体活性;通过对线粒体相关mi R-141-3p靶基因富集细胞信号通路分析以及靶基因表达水平的检测,明确线粒体相关mi R-141-3p在肥胖形成中作用。结果mi R-141-3p mimics转染Hep G2细胞24h后,ROS和MDA水平显著上升,而SOD和T-AOC水平显著下降;ATP含量和线粒体基因组编码的参与氧化磷酸化COX2,COX3,ND1基因表达水平显著上升;细胞周期G1期百分比显著下降,S期和G2期百分比显著上升;线粒体相关mi R-141-3p靶基因富集于p53通路,且p53通路中线粒体相关mi R-141-3p靶基因PTEN表达水平显著下降。结论线粒体相关mi R-141-3p通过抑制p53通路中靶基因PTEN的表达水平,促进Hep G2细胞中ATP合成,氧化应激等,促进能量正向平衡(能量摄入超过能量消耗),最终导致肥胖的发生。
[Abstract]:In order to clarify the role of mitochondria - related mi - RNA in obesity formation , it was found that mitochondria - related mi R - 141 - p could significantly increase the level of mitochondrial related mi RNA in the liver of mice with high fat diet . The changes of mitochondrial function in liver of high - fat diet group were detected by means of real - time fluorescence quantitative RT - PCR . Conclusion The expression level of PTEN gene in p53 pathway is significantly decreased , the percentage of S phase and G2 phase is significantly increased , and the expression level of mitochondrial related mi R - 141 - p target gene in p53 pathway is significantly decreased . Conclusion The mitochondrial correlation mi R - 141 - p can promote ATP synthesis , oxidative stress and so on in the p53 pathway , and promote the positive balance of energy ( energy intake exceeds energy consumption ) , which can lead to obesity .
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R589.2

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