β3肾上腺素受体表达及干预对人体肥胖度和脂肪细胞分化的影响

发布时间：2020-06-27 18:54

【摘要】：研究目的:经典棕色脂肪组织(BAT)主要由富含线粒体的棕色脂肪细胞构成,能够表达解偶联蛋白(UCP-1),消耗ATP并以产热的形式释放能量,进而防止肥胖的发生。BAT主要存在于婴幼儿及啮齿类动物,成人体内较为少见,但近年通过18F-脱氧葡萄糖正电子发射断层影像(18F-FDG-PET/CT)技术证实成人体内也存在有活性的BAT,称为人棕色脂肪组织(hBAT),其中包含不同比例的白色、米色、棕色三种脂肪细胞类型。目前通过各种方式促进脂肪组织棕色化是肥胖症防治领域的研究热点,而β3肾上腺素受体(β3AR)的激活是公认的促进脂肪组织棕色化的主要通路。肥胖人群在寒冷或交感神经兴奋后BAT的活化程度较正常体质量者降低,具体机制尚不明确。本研究将探讨成人超重和正常体质量人群脂肪细胞β3AR表达的变化以及去甲肾上腺素(NE)干预后线粒体调节基因及产热基因(PRDM16、PGC1α及UCP-1)的表达水平,明确是否在肥胖前期已出现β3AR及相关调控基因表达水平的下调,导致脂肪细胞的棕色化过程障碍,进而参与了肥胖的发生过程。研究方法:纳入择期腹部手术患者81例,取大网膜脂肪组织3-5g,根据体质量指数(BMI)分为正常体质量组(BMI25 kg/m2)和超重组(25≤BMI30 kg/m2)。将脂肪组织分离为成熟脂肪细胞和血管基质细胞(内含前脂肪细胞),通过实时定量PCR(qRT-PCR)和Western blot(WB)技术检测β3肾上腺素受体mRNA及蛋白表达水平。原代培养前脂肪细胞并进行细胞诱导分化,分化前通过qRT-PCR技术检测Ebf2mRNA表达水平,在分化过程中的第0天、第2天、第5天、第8天、第11天、第14天分别加入/不加入去甲肾上腺素(NE)(1μM)(NE干预组/对照组)干预4小时,收集细胞并提取RNA,通过qRT-PCR技术检测脂肪细胞 PRDM16 mRNA、PGC1α mRNA 及 UCP-1 mRNA 的变化。实验结果:本实验共纳入81例样本,48例和27例成熟脂肪细胞样本分别进行了 β3AR mRNA及蛋白表达水平的测定。50例和10例血管基质细胞样本分别进行了 β3AR蛋白表达水平的测定及前脂肪细胞原代培养和诱导分化及干预实验。实验结果显示超重组成熟脂肪细胞β3ARmRNA(P=0.021)及β3AR蛋白(P=0.032)表达水平显著低于正常体质量组。超重组血管基质细胞β3AR蛋白表达水平显著低于正常体质量组(P=0.022)。成熟脂肪细胞β3ARmRNA表达水平与BMI呈负相关关系(r=-0.346,P=0.016)。超重组前脂肪细胞Ebf2mRNA表达水平显著低于正常体质量组(P=0.031)。在前脂肪细胞诱导分化过程中,正常体质量组PRDM16 mRNA表达在分化第5天开始升高,第1I天达高峰,随后呈下降趋势。超重组PRDM16表达在整个分化过程中显示低平曲线,无明显峰值。正常体质量组前脂肪细胞PRDM16 mRNA在成脂分化的第8天(P=0.039)、第11天(P=0.018)、第14天(P=0.049)表达水平均较超重组高。正常体质量组PGC1αmRNA表达在脂肪细胞分化第2天开始升高,第8天达高峰,随后呈下降趋势,超重组PGC1αmRNA表达趋势与正常体质量组大致相同。正常体质量组UCP-1 mRNA表达在分化第8天开始升高,第11天达高峰,超重组UCP-1 mRNA表达呈低平曲线,无明显峰值。但两组脂肪细胞在分化的各个时间点PGC1αmRNA及UCP-1 mRNA表达水平无显著差异(P0.05)。NE干预后,正常体质量组在脂肪细胞分化中晚期PGC1α mRNA及UCP-1 mRNA表达水平较对照组升高(P0.05),PRDM16 mRNA与对照组相比无显著差异,超重组脂肪细胞PRDM16 mRNA、PGC1α mRNA、UCP-1 mRNA表达在细胞分化的各个时间点与对照组相比无显著性差异。结论:超重者血管基质细胞和成熟脂肪细胞β3AR蛋白表达水平下调。在前脂肪细胞分化过程中超重者和正常体质量者线粒体生成调控因子及米色脂肪细胞标志性基因表达无显著性差异。NE干预后,正常体质量者在脂肪细胞分化中晚期出现PGC1α、UCP-1表达高峰且较对照组显著性升高,但超重人群的脂肪细胞分化过程对肾上腺素能刺激无反应。另外,肥胖前期的超重者即出现米色前脂肪细胞定向分化的标志基因Ebf2 mRNA和PRDM16 mRNA表达下调,提示在超重阶段已经出现了米色脂肪细胞的定向分化障碍。本研究结果显示超重人群成熟脂肪细胞和血管基质细胞β3AR表达下调可能是导致NE干预后脂肪细胞线粒体生成调控因子及产热基因表达无显著变化的原因之一,影响脂肪细胞线粒体数量和功能的增加及线粒体内膜UCP-1基因的表达,导致脂肪细胞米色化功能障碍,进而参与肥胖的发生过程。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R589.2
【图文】：

脂肪细胞,表达水平,质量

图１正常体质量组（ＮＷ）和超重组（ＯＷ）成熟脂肪细胞ｐ３ＡＲｍＲＮＡ邋（Ａ）和蛋逡逑白（Ｂ，Ｃ）表达水平。＞＜０．０５逡逑Ｆｉｇ．邋Ｉ邋Ｍａｔｕｒｅ邋ａｄｉｐｏｃｙｔｅｓ邋Ｐ３ＡＲ邋ｍＲＮＡ邋（Ａ）邋ａｎｄ邋ｐｒｏｔｅｉｎ邋（ｌｉ，邋Ｃ）邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｌｅｖｅｌｓ邋ｉｎ逡逑ｎｏｒｍａｌ邋ｗｅｉｇｈｔ邋（ＮＷ）邋ａｎｄ邋ｏｖｅｒｗｅｉｇｈｔ邋（ＯＷ）邋ｇｒｏｕｐ．逡逑＞＜０．０５．逡逑３７逡逑

基质细胞,血管,质量

图２正常体质量组（ＮＷ）和超重组（ＯＷ）血管基质细胞Ｐ３ＡＲ蛋白表达水平（Ａ，逡逑Ｂ）0邋＞＜０．０５．逡逑Ｆｉｇ．２邋Ｓｔｒｏｍａｌ邋ｖａｓｃｕｌａｒ邋ｃｅｌｌｓ邋ｐ３邋ＡＲ邋ｐｒｏｔｅｉｎ邋ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ邋ｌｅｖｅｌｓ邋ｉｎ邋ｎｏｒｍａｌ邋ｗｅｉｇｈｔ邋（ＮＷ）逡逑ａｎｄ邋ｏｖｅｒｗｅｉｇｈｔ邋（ＯＷ）邋ｇｒｏｕｐ．邋（Ａ，邋Ｂ）邋尸＜０．０５．逡逑．逦产－０．３４６，／ＭＸ０１６逡逑Ｃ邋４－ｉ逦？逡逑0逡逑？．逡逑Ｓ邋２－逦？逦．逡逑昏邋ｎ逦￣Ｔ—＊邋？＊逦？邋？逦？逡逑Ｉ邋－２－逦＊逡逑ｇ逦＃逦？逡逑＊－＊邋？邋？逡逑00邋－４￣逦？邋？逡逑窆－６－逦？逡逑

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