叶绿醇对白色脂肪褐色化的影响及其信号通路

摘要

哺乳动物的脂肪组织按照形态和功能的差异通常为两种：白色脂肪组织（W hite adipose tissue，WAT），褐色脂肪组织（Brown adipose tissue，BAT）。在形态学上，白色脂肪细胞中含有体积较大的脂滴，且线粒体的数量极少。而 BAT中的褐色脂肪细胞脂滴数量多且体积较小，细胞内有大量的线粒体。在功能上，WAT是动物体内重要的储存能量场所，同时会分泌多种脂肪细胞因子。而 BAT由于线粒体中含有大量解偶联蛋白1（uncoupling protein1，UCP1），能够进行非颤抖性产热，维持体温。
　　近年来人们发现，在长期冷刺激下的啮齿动物 WAT中出现“褐色样”的米色脂肪细胞（Beige adipocyte），这个过程称为白色脂肪细胞的褐色化（Browning）。与BAT相似，米色脂肪细胞中含有较为丰富的线粒体，能表达UCP1进行产热。因此，促进白色脂肪的褐色化，可为治疗肥胖以及其相关疾病提供新的理论基础和技术支撑。
　　目前，人们已经发现一些营养物质如氨基酸、脂肪酸、以及植物的提取物可以参与调控米色脂肪细胞的产生。叶绿醇普遍存在于自然界，是叶绿素的组成成分，对细胞免疫、炎症、神经具有一定的调节作用。研究发现，叶绿醇的中间代谢产物植烷酸可以诱导脂肪前体细胞分化为白色脂肪细胞。此外，植烷酸还可以促进褐色脂肪细胞的生成。然而，有关叶绿醇对白色脂肪褐色化的影响及其机制尚未见报道。因此，本研究以3T3-L1细胞和小鼠为模型，旨在阐明叶绿醇对白色脂肪细胞褐色化的影响及其信号通路，研究结果可望为减少动物体皮下脂肪沉积、促进人类健康的营养调控研究提供一定技术支撑。
　　首先，我们检测叶绿醇对小鼠皮下脂肪前体细胞和3T3-L1细胞褐色脂肪生成的影响；然后，我们检测了3T3-L1细胞中褐色脂肪细胞相关基因（UCP1，PRDM16）和线粒体功能相关基因（PGC1-α，Cyto C，PDH）的表达，同时定量检测了米色脂肪相关基因（CD137，TMEM26）的表达。在此基础上，我们通过干扰和阻断的方法，研究了CD36和AMPK信号通路在叶绿醇调节的3 T3-L1细胞褐色脂肪生成中作用。最后，在活体水平上，通过灌喂叶绿醇，研究其对小鼠生长、脂肪沉积及皮下脂肪组织褐色化的影响及其分子机制。
　　研究结果如下：
　　1、叶绿醇可以剂量依懒性促进小鼠皮下脂肪前体细胞和3T3-L1细胞褐色脂肪的生成。
　　2、叶绿醇可以促进3T3-L1细胞褐色脂肪生成过程中褐色脂肪细胞标志基因（UCP1，PRDM16）、线粒体功能相关基因（P GC1-α，Cyto C，P DH）的表达量以及米色脂肪标志基因（CD137，TMEM26）的表达。同时，100μM的叶绿醇还可以增加3T3-L1细胞内线粒体数量，促进3 T3-L1细胞耗氧量。
　　3、叶绿醇可以促进3T3-L1细胞褐色脂肪生成过程中CD36的表达和AMPKα信号通路的激活，而干扰CD36或阻断AMPK可以逆转叶绿醇对3 T3-L1细胞褐色脂肪生成的促进作用。
　　4、灌喂500mg/k g叶绿醇可显著降低小鼠的体重、皮下脂肪组织（ iWAT）重量，同时增加皮下脂肪中褐色脂肪细胞标志基因（UCP1，PRDM16）和线粒体功能相关基因（PGC1-α，Cyto C，PDH）的表达，此外，叶绿醇促进皮下脂肪中CD36表达、激活AMPKα信号通路，促进小鼠皮下脂肪褐色化。
　　综上，叶绿醇可通过激活 C D36-AMPKα，上调褐色和米色脂肪细胞标志基因表达，提高线粒体含量和耗氧量，促进3T3-L1细胞褐色脂肪生成以及小鼠皮下脂肪组织的褐色化。

目录

声明

英文缩写词表

1 前言

1. 1 褐色脂肪生成及其调控

1. 2 米色脂肪生成及其调控

1. 3白色脂肪褐色化的营养调控

1. 4叶绿醇的结构和功能

1. 5本研究的目的和意义

2. 1 材料

2. 2 试验方法

2. 3数据统计分析

3 结果与分析

3. 1叶绿醇对小鼠皮下脂肪前体细胞褐色脂肪生成的影响

3. 2叶绿醇对3T 3-L1细胞褐色脂肪生成的影响

3. 3叶绿醇对3T 3-L1细胞褐色脂肪生成中CD36表达及AMP K信号通路的影响

3. 4干扰CD36对3T3-L1细胞褐色脂肪生成的影响

3. 5 AMPK抑制剂对3T3-L1细胞褐色脂肪生成的影响

3. 6叶绿醇对小鼠皮下脂肪褐色化的影响及其机制

4 讨论与结论

4. 1叶绿醇对白色脂肪细胞褐色化的影响

4. 2叶绿醇调节白色脂肪细胞褐色化的机制

4 .3结论

致谢

参考文献

附录