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自噬在运动调节脂肪细胞分化过程中的作用研究进展
真核细胞通过严格调控自噬体和自噬溶酶体的形成与融合,将细胞内变形、衰老或损伤的蛋白质和细胞器靶向运输到溶酶体中消化降解,这一过程在维持细胞内环境稳态、保持细胞代谢功能稳定方面起着重要作用[1-3].研究发现,细胞自噬活性还与机体肥胖及其相关疾病的发生存在一定关联,自噬水平的变化可引起脂肪细胞分化的改变[4].运动已被证实在调控机体脂质代谢以及白色脂肪棕色化过程中发挥重要作用[5],运动能够增加机体骨骼肌、肝脏和大脑皮层细胞的自噬活性,还可诱导脂肪细胞的自噬过程[6].但是,对于运动调节脂肪细胞分化和机体脂质代谢过程是否与运动调节脂肪细胞的自噬有关目前尚无相关报道.本文针对运动与自噬、脂肪细胞分化这三者关系研究的新进展进行综述,以期为揭示运动改善机体脂代谢的分子机制提供新线索.
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脂肪细胞增殖分化在运动改变体脂分布中的作用
近年研究发现,内脏脂肪与肥胖相关疾病关系密切.肥胖者的体脂分布模式对健康的影响可能比体脂总量更为重要.研究显示,脂肪细胞增殖分化一方面通过改变脂肪细胞的数目来影响体脂的总量,继而间接改变脂肪细胞体积并影响脂肪细胞的功能;另一方面,不同部位脂肪细胞增殖分化能力的差异还可能导致体脂分布的改变并改变健康状况.本文从脂肪细胞增殖分化与体脂分布两个方面进行综述,为运动减肥提供启示.
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运动对脂肪细胞体积和数目的影响
2型糖尿病、脂肪性肝病、高血压、血脂紊乱以及动脉粥样硬化等代谢综合征正严重威胁着人们的健康.研究证实[1,2],这些疾病的发病机制与肥胖密切相关.资料显示[3],由于肥胖人群日益增多,美国等发达国家的人均寿命近年首次出现下降趋势.肥胖的基本特征是脂肪组织增多,而脂肪细胞的体积和数目是脂肪组织重量的主要决定因素[4].以此为基础,肥胖分为两种类型:增生型或多细胞型和肥大型或大细胞型.前者以脂肪细胞数目增多为主要特征,后者以脂肪细胞体积增大为主要特征.与瘦人相比,超重人群主要表现为脂肪细胞肥大,脂肪细胞数目无明显差异,而肥胖人群无论是脂肪细胞体积还是脂肪细胞数目均显著大于和高于瘦人,并且肥胖程度越重,两者脂肪细胞数目的差异越明显,对于严重肥胖的人来说,脂肪细胞数目的急剧增多是其主要的特征[5].
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Wnt信号通路在运动预防2型糖尿病中的潜在作用
Wnt信号通路在胚胎发育和肿瘤的发生过程中起着重要作用~([1,2]),近年研究发现该通路的异常与肥胖、胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)和2型糖尿病(type 2 dia-betes mellitus,T2DM)的发生也密切相关.有研究表明该信号通路的激活可以抑制机体脂肪细胞的增生,并能调节胰岛β细胞的形态和功能~([3]).
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激素性股骨头坏死胰岛素样生长因子-1表达水平、病理学与MRI相关性研究
大量激素引起股骨头坏死(osteonecrosis of femoral head,ONFH)的发病机制为股骨头骨髓脂肪化,髓腔内脂肪细胞增多、增大,压迫窦状细血管,血管床面积减少,引起局部缺血、缺氧[1-2].
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红景天苷对急性辐射损伤小鼠骨髓脂肪细胞生成的影响
目的 探讨红景天苷抑制辐射诱导小鼠骨髓脂肪化、促进辐射后造血恢复的情况,并研究其可能的机制.方法 取6～7周龄健康BALB/c小鼠按随机数字表法分为健康对照组、单纯照射组、药物干预组,每组各20只.辐射对照组和实验组均给予6.0 Gy 60Co γ射线辐射处理,实验组于辐射后12 h腹腔注射红景天苷(30 mg·kg-1·d-1)至照后8d,辐射对照组腹腔注射等体积生理盐水.辐射后14 d观察小鼠的一般情况、体重变化、外周血象,并取股骨制作骨髓切片观察骨髓病理改变,测定脂肪细胞面积,分离骨髓单个核细胞后提取总RNA,荧光定量PCR(q-PCR)检测PPAR-γ和FABP4 mRNA的相对表达量.结果 单纯照射组小鼠在照射后均出现外周血白细胞降低、血小板减低,骨髓脂肪细胞过度增生,骨髓有核细胞减少等骨髓造血抑制改变.与单纯照射组小鼠比较,红景天苷能改善照射后小鼠一般情况,并通过抑制PPAR-γ、FABP4的表达(t=8.64、13.19,P＜0.05),抑制骨髓脂肪细胞的过度增生,减少脂肪空泡面积(t=13.31,P＜0.05);照后7d,药物干预组小鼠外周血白细胞计数高于单纯照射组(t =5.80,P＜0.05);照后14 d,药物干预组小鼠外周血白细胞计数较单纯照射组及照后7d药物干预组小鼠外周血白细胞计数均有增高(t=13.78、7.54,P ＜0.05),同时血红蛋白较单纯照射组高(t=14.66,P＜0.05).结论 红景天苷能抑制急性辐射损伤小鼠骨髓脂肪细胞生成,调节骨髓微环境,从而促进辐射损伤后小鼠造血恢复.
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双(α-呋喃甲酸)氧钒的胰岛素样作用
钒作为人体必需的微量元素,在葡萄糖的代谢过程中起着重要作用.大量的体内外研究表明微量元素钒具有"胰岛素样(insulin-mimics)"作用,研究表明它能增加胰岛素的敏感性,是"胰岛素的促进剂(insulin-enhancing agent)",可用于治疗和缓解1型和2型糖尿病.
关键词： 双(α-呋喃甲酸)氧钒 脂肪细胞 葡萄糖摄取 脂肪生成 脂肪分解 -
葛根素抑制软脂酸诱导的小鼠3T3-L1细胞炎性因子的表达及其机制
目的 探讨葛根素对小鼠3T3-L1细胞炎性因子的表达及其机制.方法 用200 μmol·L-1软脂酸(PA)诱导小鼠3T3-LI成熟脂肪细胞成Toll样受体4(TLR4)介导的炎性细胞模型.将细胞分为4组:对照组(未经PA诱导的3T3-L1脂肪细胞)、模型组和低、高2个剂量实验组(葛根素5,10 μmol·L-1).用RT-PCR技术检测各组TLR4 mRNA表达,用酶联免疫吸附法检测各组细胞培养液中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素-6(IL-6)水平,以免疫印迹法检测核因子κB激酶抑制剂β(IKKβ)、核因子κB抑制蛋白(IκB)及核因子κB-p65(NF-κB-p65)蛋白表达.结果 对照组与模型组的TLR4 mRNA分别为1.20±0.20,6.23 ±0.80;这2组的TNF-α水平分别为(20.40±2.0),(60.20±8.0)pg·mL-1;这2组的IL-6表达水平分别为(4.20±0.2),(14.40±0.4)pg·mL-1,模型组与正常组的这3个指标比较,差异均有统计学意义(均P＜0.01).低、高2个剂量实验组的这3个指标分别为4.80±0.60和(38.80±6.0),(35.60±5.0) pg·mL-1;3.56±0.50和(8.80±0.5),(6.56±0.4)pg·mL-1,低、高2个剂量实验组与模型组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05,P＜0.01).模型组的IKKβ、IκB、NF-κB-p65蛋白相对表达水平分别为2.10±0.4,4.20±0.5,5.50±0.2;高剂量实验组的这3个指标分别为1.40±0.3,2.10±0.4,3.60±0.6,高剂量实验组与模型组相比,差异均有统计学意义(均P＜0.01).结论 高剂量葛根素可抑制PA诱导的3T3-L1细胞炎性因子的表达,其机制可能是通过减少3T3-L1细胞TLR4基因表达、下调IKKβ、IκB、NF-κB-p65活化并降低TNF-α、IL-6炎性因子表达来实现的.
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血管外膜依赖性舒张因子是一种非种属特异性及不限于血管外膜周围脂肪细胞分泌的蛋白质因子
目的研究血管外膜依赖性舒张因子(ADRF)是否存在种属特异性和组织依赖性;对浴槽中分离的蛋白质进行初步研究.方法测定保存外膜和去外膜的胸主动脉环张力;SDS-PAGE电泳.结果①在Sprague-Dawley大鼠,与外膜完整的胸主动脉环相比,缺少外膜脂肪的动脉环对苯肾上腺素的量效曲线非平行左移.提示脂肪组织能够抑制苯肾上腺素诱导的胸主动脉环收缩.该现象能够在Wistar大鼠,豚鼠,家兔的胸主动脉发现;②而且取大网膜脂肪组织放入浴槽中能够减少苯肾上腺素诱导的收缩③ADRF的释放能够被染料木黄酮(亦名金雀异黄素,酪氨酸激酶抑制剂,10 μmol·L-1)强烈抑制.但是金雀异黄素不能减弱已经分泌的ADRF的舒张血管作用;④从浴槽内液体中分离到5个蛋白质条带,分子量依次是74.0, 59.8, 54.4, 28.7和13.8 ku.结论①血管外膜依赖性舒张因子(ADRF)是一种非种属特异性和不限于血管外膜脂肪组织分泌的蛋白质因子;②ADRF的全称应该从"adventitium-derived relaxing factor"修改为"adipocyte-derived relaxing factor"脂肪细胞依赖性舒张因子;③从浴槽内液体中分离到5个蛋白质条带.
关键词： 脂肪细胞 蛋白质酪氨酸激酶 血管外膜依赖性舒张因子 -
肥胖症的诊疗现状
肥胖症(obesity):是一种由多种因素引起的慢性代谢性疾病,以体内脂肪细胞的体积和细胞数增加,从而导致体脂占体重的百分比异常增高并在某些局部过多沉积脂肪为特点.肥胖症可以引发生理、心理和社会问题,已证实肥胖症是心脑血管疾病、2型糖尿病、某些癌症的重要危险因素.早在1948年,WHO已将肥胖症列入疾病分类名单.
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肿瘤坏死因子-α上调大鼠分化脂肪细胞脂肪分化相关蛋白水平及其机制
目的:研究肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)对大鼠原代分化脂肪细胞内脂肪分化相关蛋白(adipose differentiation-related protein,ADRP)表达的影响及其机制.方法:以SD大鼠附睾来源的原代分化脂肪细胞为对象,设正常对照组和TNF-α(25μg/L)干预组.细胞孵育后测定培养基中甘油含量作为评价脂肪分解的指标.Western blot检测脂滴包被蛋白perilipin和ADRP的蛋白表达.用免疫荧光染色以及脂滴染色的方法,观察脂肪细胞内脂滴的形态变化以及蛋白在细胞内的定位.结果:在脂肪细胞分化5～8 d,TNF-α可显著刺激其脂肪分解,该作用在孵育8 h开始出现并持续到48 h.Western blot结果显示TNF-α增加ADRP蛋白表达,减少perilipin蛋白并增加其磷酸化水平.形态学结果显示TNF-α引起脂滴碎裂,增加的ADRP与perilipin一起包被在细胞内碎裂脂滴表面.结论:TNF-α慢性刺激脂肪分解过程中引起脂滴碎裂,增加脂滴表面包被蛋白ADRP,而该蛋白表达增加可能与脂滴碎裂相关.
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姜黄素对胰岛素抵抗3T3-L1前脂肪细胞糖脂代谢及细胞分化的影响
目的 探讨姜黄素对前脂肪细胞葡萄糖摄取、分化的影响及其机制.方法 用高浓度葡萄糖、胰岛素联合诱导培养的方法,建立脂肪细胞胰岛素抵抗模型并检测姜黄素、干预的脂肪细胞对3H-葡萄糖的摄取,对姜黄素干预分化的细胞进行油红O染色并通过比色定量分析脂肪细胞分化程度.实时定量荧光PCR检测脂肪细胞分化相关基因过氧化物体增殖剂活化受体γ(PPARγ)和CAAT/增强子结合蛋白A(C/EBPα) mRNA的表达.结果 姜黄素组葡萄糖摄取率为正常组的134.51％;姜黄明显促进脂肪细胞分化及PPARγ和C/EBPαmRNA其表达,与对照组比较,差异有统计学差异(P＜0.05).结论 姜黄素能够促进脂肪细胞葡萄糖摄取及细胞分化,PPARγ和C/EBPαmRNA表达.
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电针对饮食诱导单纯性肥胖大鼠的抗肥胖作用及其机制
目的 观察电针对饮食诱导的单纯性肥胖(DIO)大鼠的体质量、脂肪细胞形态学改变、胰岛素抵抗(IR)及下丘脑蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)和胰岛素受体底物1(IRS1)蛋白表达等的影响,探讨电针治疗肥胖症的机制.方法 50只SD雄性大鼠随机分为低脂组(10只)和高脂组(40只),分别以低脂饲料及高脂饲料喂养,高脂组大鼠造模成功后,随机分为模型组、电针组、西药组,每组10只.电针组电针“后三里”和“曲池”穴,每日1次,每次20 min,连续治疗28 d;西药组每天予以奥利司他(32.4 mg/kg)灌胃;低脂组和模型组不做治疗.28 d后,取血用生化和放射免疫方法分别检测空腹血糖(FPG)、空腹胰岛素(FINS).取下丘脑用Western Blot法检测PTP1B和IRS1蛋白表达水平,并用病理切片HE染色观察脂肪组织形态学改变.结果 电针组和西药组大鼠体质量、FPG、FINS、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、PTP1 B蛋白表达及脂肪细胞直径均低于模型组(P＜0.05),电针组和西药组IRS1蛋白表达与模型组对比无显著差异(P＞0.05).西药组大鼠大便溏稀不成形,活动减少,精神萎靡,毛色枯黄,而电针组大鼠大便正常,毛色有光泽.结论 电针可通过降低PTP1B蛋白的表达,改善DIO大鼠的IR情况,抑制大鼠体质量的增长,同时改变脂肪细胞大小,这可能是电针减肥的重要作用机理之一.相比西药组大鼠表现出来的副作用,电针是一种具有明显优势的抗肥胖治疗方法.
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替米沙坦对脂多糖诱导3T3-L1脂肪细胞生成炎性因子的影响
目的 探讨血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂替米沙坦对小鼠3T3-L1脂肪细胞合成白细胞介素6(IL-6)和肿瘤坏死因子α (TNF-α)的影响.方法 脂肪细胞诱导至90％成熟,随机分为5组:对照组,脂多糖(LPS)组,LPS+替米沙坦组,其中替米沙坦设0.1μg/ml、1μg/ml和10μg/ml 3个浓度梯度.对照组中加DMSO,LPS+替米沙坦组中加不同浓度替米沙坦,孵育2h后,再向LPS组和LPS+替米沙坦组加入LPS(1μg/ml),与替米沙坦共同孵育细胞1h.酶联免疫吸附法(ELISA)检测各组IL-6和TNF-α的蛋白分泌水平,Q-PCR检测各组IL-6和TNF-αmRNA基因表达.结果 脂多糖处理后IL-6分泌较对照组增加约2.7倍,IL-6mRNA表达增加4倍.替米沙坦干预后各组IL-6浓度较脂多糖组均明显下降,10μg/ml组降低67％,IL-6mRNA表达随替米沙坦浓度升高而下降,10μg/ml组下降约63％.此外,与对照组相比,脂多糖处理组TNF-α分泌增加1.3倍,其mRNA表达增加3.5倍,替米沙坦干预后,各组TNF-α蛋白分泌及mRNA表达均较脂多糖组明显降低,大剂量替米沙坦干预后(10μg/ml),TNF-α蛋白分泌下降约85％,mRNA表达下降约23％.结论 替米沙坦通过影响脂肪细胞炎性因子的产生发挥抗炎作用,10μg/ml大剂量时作用尤为明显.
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间充质干细胞在自身免疫病及免疫相关性皮肤病治疗中的应用
间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSCs)是一群具有多向分化潜能的、广泛存在于造血系统及结缔组织中的成体干细胞.骨髓中存在大量的MSCs,是MSCs研究的主要来源.MSCs除了具有支持造血功能,在一定条件下可分化为中胚层及神经外胚层来源的多种间质细胞,如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌肉细胞、成纤维细胞、内皮细胞、神经元和胶质细胞等[1,2].
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骨髓间充质干细胞及其在心血管疾病中的应用
骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells ,MSCs)是一群存在于骨髓中的非造血细胞,在体外不同的诱导条件下可分化为骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌腱、肌肉细胞、神经细胞等多种细胞[1],具有广泛的临床应用前景,故引起了人们对MSCs广泛而深入的研究.本文就MSCs的生物学特性及其在心血管疾病中的应用作一简要综述.
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脂肪干细胞在骨、软骨组织工程中的研究进展
近年研究发现脂肪组织中存在着一类间充质干细胞,具有多向分化潜能,增殖能力强,在体外培养中能保持稳定的生长增殖活性,且具有与骨髓间充质干细胞(BMSCs)一样的多向分化潜能,故被称为脂肪干细胞(ADSCs)[1].该干细胞在体外可以持续分裂和增殖,不同的培养基能诱导其向脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、神经细胞等分化[2-5].因其具有存在广泛、取材方便、可迅速扩增及多项分化潜能等特点,ADSCs作为骨组织工程的种子细胞已越来越受到关注.
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二甲双胍对脂向分化间充质干细胞的影响
目的 探讨二甲双胍对脂向分化的大鼠骨髓间充质干细胞增生和分化的影响,为二甲双胍的临床应用提供实验依据.方法 体外分离培养原代大鼠骨髓间充质干细胞,对其进行脂向诱导分化并于实验组添加100μmol/L二甲双胍,应用四甲基偶氮唑盐法(MTT)检测空白组与实验组的细胞增生情况,油红染色、定量RT-PCR检测不同组别的细胞脂向分化情况.结果 MTT 检测结果显示:两组细胞生长曲线均呈逐渐增高的趋势,二甲双胍干预显现明显促增生作用;油红染色可见用药组细胞胞质中脂滴较少且小于空白组, RT-PCR定量分析进一步表明二甲双胍抑制骨髓间充质干细胞脂向分化,该组细胞成脂特异性基因表达显著低于降低空白组.结论 100 μmol/L二甲双胍对体外培养的脂向分化骨髓间充质干细胞具有显著的促进增生、抑制分化作用.
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促酰化蛋白对3T3-L1脂肪细胞炎性反应的影响
目的 观察3T3-L1成熟脂肪细胞胰岛素抵抗状态下促酰化蛋白(acylation stimulating protein,ASP)对炎性因子(IL-6、MCP-1、MIP-1α和TNF-α)分泌水平以及炎性信号因子(JNK1、IKKβ)蛋白表达的影响.方法 3T3-L1成熟脂肪细胞分别给予不同浓度(0、0.125、0.5、1.0mmol/L)油酸(C18:1)或棕榈酸(C16:0)温育过夜,诱导胰岛素抵抗,在此基础上给予ASP刺激,用ELISA测定IL-6、MCP-1、MIP-1α和TNF-α 4种细胞炎性因子的分泌水平,采用Western blot法检测JNK1和KKβ蛋白表达.结果 油酸诱导的胰岛素抵抗下,ASP刺激的脂肪细胞IL-6和MCP-1的分泌水平轻度下调,但差异无统计学意义;而ASP刺激的脂肪细胞MIP-1α和TNF-α的分泌水平显著下降,MIP-1α和TNF-α的分泌分别下调57％(P＜0.05)和48％ (P ＜0.05)(1.0mmol/L油酸组).棕榈酸诱导的胰岛素抵抗下,ASP刺激的脂肪细胞IL-6分泌水平呈下降趋势,大下调50％ IL-6(P＜0.05);22％ MCP-1(P＞0.05),35％ MIP-1α(P ＞0.05)和38％ TNF-α(P ＞0.05)的分泌.高浓度(1.0mmol/L)油酸和棕榈酸诱导的脂肪细胞胰岛素抵抗状态下,ASP刺激的炎性信号蛋白JNK1蛋白表达显著下调,分别为34％ (P ＜0.05)和54％ (P ＜0.01).但IKKβ蛋白表达差异无统计学意义.结论 在脂肪酸诱导的脂肪细胞胰岛素抵抗状态下,ASP在一定程度上调节炎性因子分泌,参与调节JNK、IKK/NF-κB信号通路中重要信号分子的功能,ASP参与了脂肪细胞脂毒性-炎性反应的调控.
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皮下脂肪和内脏脂肪分布与胰岛素抵抗关系研究进展
肥胖(obesity)是一种因长期能量摄入过剩而出现脂肪细胞体积增大或数量增多,临床上以体重增加和脂肪异常堆积为主要特点.随着现代人生活方式和饮食模式的改变,肥胖问题已成为威胁人类健康的三大重要慢性流行疾病之一.研究发现肥胖和超重与胰岛素抵抗、心血管疾病发病风险、睡眠呼吸功能紊乱及某些癌症发病密切相关.然而,对于肥胖人群而言,脂肪分布比脂肪总量的危害更大.
