白介素-6对小鼠脂肪形成的作用与机理研究

发布时间：2020-03-21 03:34

【摘要】：肥胖是21世纪人类面临的最严重的健康问题之一,重度肥胖会引起高血压、动脉粥样硬化等一系列代谢性疾病。肥胖主要是由脂肪细胞数目增多或体积增大引起的脂肪组织过多导致的。因此,控制脂肪细胞的数目及体积均可以有效地预防和治疗肥胖。研究表明,白介素-6(Interleukin-6,IL-6)除了可以作为一种促炎性细胞因子存在外,还可以影响小鼠的体重、脂肪含量以及能量代谢。然而,IL-6对小鼠脂肪形成的具体作用及机理却鲜少有详细报道。本论文以小鼠白色脂肪组织来源的基质血管部分细胞(Stromal vascur fraction cells,SVF)以及IL-6基因敲除小鼠为试验材料。首先在成功建立体外成脂诱导分化模型的基础上,运用油红O染色、qRT-PCR以及Western杂交的方法检测了不同浓度IL-6对SVF细胞向白色脂肪细胞分化的影响,并确定了其适宜添加的浓度。然后发现IL-6可以激活STAT3信号通路,并且加入STAT3信号通路抑制剂Nic处理细胞后,可减弱IL-6对白色脂肪细胞形成的抑制效果。之后又探究了转录因子PPARγ在IL-6抑制白色脂肪细胞形成过程中的关键性。最后通过研究野生型小鼠与IL-6基因敲除小鼠血脂、白色脂肪组织(White adipose tissue,WAT)、棕色脂肪组织(Brown adipose tissue,BAT)以及肝脏组织的差异,来研究体内IL-6对脂肪形成的作用。主要研究结果如下:(1)不同浓度IL-6对SVF细胞向白色脂肪细胞形成的影响:加入1ng/m L、2ng/m L、5ng/mL IL-6处理细胞后,白色脂肪细胞数量明显减少,成脂相关基因和蛋白的表达显著下调,表明IL-6抑制了SVF细胞向白色脂肪细胞的分化。2ng/mL、5ng/m L的IL-6与1ng/m L的相比,能起到更显著的抑制白色脂肪细胞形成的效果。且2ng/m L与5ng/mL的抑制效果无明显差异,因此,在接下来的实验中,我们选用了2ng/m L的浓度来处理细胞。(2)IL-6对SVF细胞生长的影响:于SVF细胞中加入IL-6处理24h,Edu增殖实验结果表明,IL-6基本不会影响SVF细胞的生长。(3)IL-6激活STAT3信号通路:加入IL-6处理细胞15min,发现IL-6成功激活STAT3信号通路。与只加IL-6的处理组比较发现,加入STAT3信号通路抑制剂Niclosamide(Nic)处理细胞后,成脂相关基因和蛋白的表达显著增加,表明STAT3信号通路参与介导了IL-6对白色脂肪形成的抑制作用。(4)IL-6下调关键转录因子PPARγ的表达:PPARγ激活剂罗格列酮(Rosiglitazone,Ros)的加入显著上调了白色脂肪细胞的数量以及脂肪形成相关基因和蛋白的表达量。而同时加入IL-6处理细胞后,使得脂滴数量明显减少,脂肪形成相关基因和蛋白的表达量明显下调,表明IL-6下调了Ros激活白色脂肪形成的效果。这说明IL-6抑制白色脂肪形成的作用是通过激活STAT3介导的PPARγ的下调来实现的。(5)敲除IL-6基因对脂肪形成的影响:以7周龄大小野生型小鼠与IL-6基因敲除小鼠为研究对象,分别检测其血脂、WAT、BAT及肝脏组织的差异。结果显示,雌性野生组与IL-6-/-组小鼠血清甘油三酯(Triglyceride,TG)、总胆固醇(Serum total cholesterol,TC)以及极低密度脂蛋白(Very low density lipoprotein cholesterol,VLDL-c)的含量差异不大,而雄性小鼠中,IL-6-/-组三种指标的含量有降低的趋势。此外,IL-6-/-组与野生组相比,WAT的体重百分比有升高的趋势,肝脏的体重百分比有下降的趋势,这说明IL-6的下调可能能够增加小鼠WAT的量,这与先前的细胞试验结果相符合。而BAT的体重百分比在IL-6-/-组雌鼠中无明显差异,雄鼠中则有升高的趋势,存在着性别差异。我们的试验结果说明,脂肪形成时,IL-6可起到明显地抑制作用,且该作用是通过STAT3介导的PPARγ的下调实现的。本研究可使我们对IL-6调控脂肪形成的作用及分子机理有更全面的认识,且可为预防和治疗肥胖提供一些新的思路。
【图文】：

adipose tissue，BEA）（Barbatelli et al., 2010；Loncar et al., 1988；Marken et al., 2009）。三种脂肪组织的特性提示我们，抑制WAT的生成、增强BAT的活性、促进白色脂肪米色化可作为治疗肥胖的有效手段（表1-1，图1-1）。表1-1 三种脂肪组织的特性Table 1-1 The characteristics of three kinds of adipose tissue白色脂肪 棕色脂肪米色脂肪来源 间叶干细胞 Myf5+ 间叶干细胞，脂肪细胞分化位置 皮下，内脏 颈部，锁骨上，脊柱旁，肾周 锁骨上，皮下功能 储存能量 消耗能量 适应性产热形态 单泡脂肪细胞 多泡脂肪细胞 多泡脂肪细胞线粒体含量 较少 丰富 较少，激活后增加活化进食，TZD低温，，β 肾上腺素受体激动剂

山东农业大学硕士学位论文9图1-2 脂肪细胞形成过程示意图（Gregoire et al., 1998）Fig. 1-2 The process of adipogenesis (Gregoire et al., 1998)1.4脂肪细胞形成的转录调控前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞的分化会受到大量转录因子的调控，这些转录因子，有的起激活作用，有的则起抑制的作用。其中起关键作用的转录因子主要包括CCAAT增强子结合蛋白家族（CCAAT enhancer binding proteins，C/EBPs）以及过氧化物酶体增殖物激活受体家族（Peroxisome hyperplasia activated receptor，PPARs）。起激活作用的因子有转录因子激活蛋白-1家族（Activating protein-1，AP-1）、甾醇响应原件结合蛋白-1（Sterol response element-binding protein-1，SREBP-1）等。起抑制作用的转录因子，主要有前脂肪因子-1（Preadipocyte factor-1
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R589.2

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本文编号：2592679