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脾阳虚证大鼠棕色脂肪组织和解偶联蛋白1关联性的研究
目的:探讨棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)、解偶联蛋白1(uncoupling protein 1,UCP1)、高脂饮食和中药干预在实验动物能量代谢中的关联性和机制.方法:动物随机分为4组.每组16只.①对照组:普通饲料喂养,d70～d98每天按10 g·kg-1体重生理盐水ig.d98检测刺激性产热,观察2 h肛温变化曲线和温度峰值,计算温度曲线下面积;②阳虚组:d42手术切除肩胛间BAT,余同①组;③脾阳虚组:d49～d98高脂饲料(83%普通饲料,15%甘油三酯,2%胆固醇)喂养;隔日19℃环境喂养,余同②组;④中药组:d70～d98每天按4 g·kg-1体重附子理中汤ig.余同③组.每周测体重1次.以效能体重增长率、效能产热温度峰值、产热温度曲线下面积为参考指标.取BAT测UCP1表达量.结果:①效能体重增长率,脾阳虚组与阳虚组相比体重增长减慢(P＜0.01);中药组与脾阳虚组相比,体重增长加快(P＜0.01).②效能产热温度峰值,脾阳虚组与阳虚组相比效能产热温度峰值升高(P＜0.01);中药组与脾阳虚组相比,效能产热温度峰值升高(P＜0.01);中药组与脾阳虚组相比,效能体重增长率与效能产热温度峰值变化程度呈正相关.③产热温度曲线下面积,脾阳虚组与阳虚组相比产热曲线下面积增加(P＜0.05);中药组与脾阳虚组相比,产热温度曲线下面积增加(P＜0.01).效能体重增长率与产热温度曲线下面积变化程度呈正相关.中药组上调UCP1表达量,和阳虚组以及脾阳虚组相比,差异均具有高度显著性(P＜0.01).结论:温阳健脾中药促使高脂饮食转化为BAT并提高其产热活性.温阳健脾中药上调UCP1在BAT中的表达,通过UCP1的解偶联作用,使BAT分解产热而改善阳虚畏寒的症状.
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大鼠白色和棕色脂肪来源的间充质干细胞成脂分化特性的比较
目的 探讨白色脂肪组织(WAT)和棕色脂肪组织(BAT)来源的间充质干细胞成脂分化特性的差异.方法 雄性SD大鼠15只,3只用于细胞分离培养,12只用于细胞移植.体外分离培养WAT和BAT两种来源的脂肪干细胞,用油红O染色检测两种干细胞的成脂分化率,用免疫荧光技术检测成脂诱导、分化后的细胞是棕色脂肪细胞还是白色脂肪细胞.4'6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)标记两种来源的于细胞后移植至腹股沟区,分别在第1、2、3周取材,免疫荧光技术检测植入细胞的分化趋向.结果 WAT来源的干细胞增殖速度明显快于BAT来源的干细胞,前者成脂分化率为0.205±0.069,后者为0.165 ±0.053,两种干细胞的成脂诱导率差异无统计学意义(P＞0.05).两种干细胞分别植入体内后,在第1、2、3周发现,两种干细胞均表达棕色脂肪特异性蛋白解耦联蛋白1(UCP1).结论 WAT和BAT来源的干细胞在体外及体内诱导成脂后均分化为棕色脂肪细胞.
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高脂饮食诱导肥胖小鼠表达卵泡抑素样蛋白1与脂肪组织炎症和棕色脂肪的功能
目的 探讨卵泡抑素样蛋白1(FSTL1)在高脂饮食诱导的肥胖小鼠脂肪炎症中的作用,以及对棕色脂肪功能的影响.方法 6周龄C57BL/6 J小鼠分为两组,每组8只,给予12周正常饮食(RD)和高脂饮食(HFD)饲养,每周称量小鼠体重,记录小鼠摄食量;12周后,进行糖耐量和胰岛素耐量的检测并取材,称量小鼠的皮下白色脂肪、肾周白色脂肪、附睾白色脂肪和棕色脂肪的重量;HE染色观察小鼠白色脂肪中的冠状结构(CLS)及小鼠棕色脂肪组织变化,RT-PCR分析小鼠附睾白色脂肪炎症因子、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)和白细胞介素10(IL-10)的表达,以及FSTL1的表达;Western blotting检测棕色脂肪解耦联蛋白1(UCPl)与FSTL1蛋白的表达.结果 与RD小鼠相比,HFD组小鼠的体重增加,摄食量减少,不同部位脂肪重量显著增加,葡萄糖耐受能力显著降低,胰岛素敏感性显著下降,附睾白色脂肪观察到炎症反应CLS且附睾白色脂肪中炎症因子TNF-α、IL-6及IL-10表达显著增高,FSTL1表达亦显著增加.Western blotting结果显示,HFD小鼠的棕色脂肪组织中UCP1与FSTL1表达水平均显著性高于RD组.结论 在高脂饮食诱导的肥胖小鼠中,FSTL1的表达可能与脂肪炎症因子的分泌增加及棕色脂肪的功能有一定相关性.
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棕色脂肪组织分化及调控的研究进展
棕色脂肪组织是哺乳类动物存在的另一种特殊类型的脂肪，通过线粒体氧化呼吸链解偶联作用，释放热能。近年研究发现，儿童时期乃至成人中仍存在代谢活跃的棕色脂肪。本文总结了棕色脂肪组织分化、组织结构、生理功能及其调节机制的研究进展，以阐明棕色脂肪组织在能量代谢中的作用和机制，从而为肥胖及其相关疾病的防治提供新的途径。
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棕色脂肪组织在体内的分布及FDG PET/CT扫描中的影响因素
许多哺乳动物尤其是幼年动物,棕色脂肪组织(BAT)作为一种产热组织,该组织可产生维持其体温的热量.一般在颈部深处、锁骨、肩胛骨和椎体区,以及邻近大血管的区域会有BAT分布.不可否认的是,BAT摄取显像剂的确会影响18氟-氟代脱氧葡萄糖(18F-FDG)的正电子发射正电子断层/计算机断层扫描(PET/CT)图像的读片和分析.而BAT的FDG摄取受到多种因素影响,同时用不同方法可抑制其FDG摄取.本文探讨BAT的分布,PET/CT扫描中影响BAT摄取FDG的因素,旨在提高临床医师、核医学医师对FDGPET/CT扫描时BAT摄取FDG的认识.
关键词： 棕色脂肪组织 氟化脱氧葡萄糖(FDG) PET/CT -
喝红酒能够减肥?
近在国际肥胖杂志上发表的一篇文章指出:红酒中含有一种成分,能够使白色脂肪转化成棕色脂肪.而棕色脂肪组织在成人体内极少,新生儿及冬眠动物较多,在新生儿主要分布在肩胛间区、腋窝及颈后部等处.人们通常把脂肪视为肥胖的“罪魁祸首”,其实,并非所有的脂肪都不利于健康,“棕色脂肪”不仅不会导致肥胖,相反具有减肥功效.
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棕色脂肪与减肥
棕色脂肪细胞和广为人知的白色脂肪细胞在能量代谢中发挥着截然相反的作用.现已明确,动物和人类新生儿的棕色脂肪组织(BAT),对于维持正常体温有着重要的作用,它的这种作用,是通过其线粒体中的解偶联蛋白1(UCP1)来完成的,这种物质使得葡萄糖和脂肪酸分解产生的能量不能转化为三磷酸腺苷(ATP,为生物体直接供能的物质),而只能转化为热能.之前的观点认为,BAT在人类生长发育早期较活跃,至成年后似乎没有什么可用之处.然而,近的证据表明,成年人体内BAT的表达远高于之前以为的水平,例如,妇女和偏瘦成年人的BAT表达较高.因此,我们是否可以推测,BAT的活性增加可使肥胖风险降低?然而,目前尚不清楚利用BAT减肥的有效性;即使在动物模型,产热机制仍不能完全被人们所了解.即使这样,内分泌学家对BAT仍有很大的兴趣,其中包括激素影响脂肪细胞活性的能力4BAT不仅在正常的生理状态时产热,而且在激素过多或不足的病理状态时也可发挥产热效应.另外,BAT的产热模式具有性别差异,可能是由于男女不同的性激素导致的.以上研究结果一致认为,BAT的活性对内分泌系统有重要作用,是治疗肥胖的一个潜在新目标.
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健康成人棕色脂肪组织的功能
在冷环境刺激下,我们利用正电子发射计算机断层扫描(PET)检测出健康受试者(5名)被激活的棕色脂肪组织,位于下颈部和锁骨上部之间,还发现此处的葡萄糖摄取量增加.我们获得其中三名受试者的组织活检标本,并对信使核糖核酸(mRNA)和棕色脂肪细胞的蛋白质标记物解偶联蛋白1(UCP1)进行了基因表达水平的检测;还对预留的样品进行了形态学评估以及生化分析,结果符合棕色脂肪的胞内特征(分布着很多小脂滴、呈现多室的脂滴).以上结果表明,在健康成人体内,仍存在大量的有代谢活性的棕色脂肪组织.
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棕色脂肪与减肥
棕色脂肪细胞和广为人知的白色脂肪细胞在能量代谢中发挥着截然相反的作用.现已明确,动物和人类新生儿的棕色脂肪组织(BAT),对于维持正常体温有着重要的作用,它的这种作用,是通过其线粒体中的解偶联蛋白1(UCP1)来完成的,这种物质使得葡萄糖和脂肪酸分解产生的能量不能转化为三磷酸腺苷(ATP,为生物体直接供能的物质)而只能转化为热能.之前的观点认为,BAT在人类生长发育早期较活跃,至成年后似乎没有什么可用之处.然而,近的证据表明,成年人体内BAT的表达远高于之前以为的水平,例如,妇女和偏瘦成年人的BAT表达较高.因此我们是否可以推测,BAT的活性增加可使肥胖风险降低?然而,目前尚不清楚利用BAT减肥的有效性:即使在动物模型,产热机制仍不能完全被人们所了解.即使这样,内分泌学家对BAT仍有很大的兴趣,其中包括激素影响脂肪细胞活性的能力.BAT不仅在正常的生理状态时产热,而且在激素过多或不足的病理状态时也可发挥产热效应.另外,BAT的产热模式具有性别差异,可能是由于男女不同的性激素导致的.以上研究结果一致认为,BAT的活性对内分泌系统有重要作用是治疗肥胖的一个潜在新目标.
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阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征患者β3肾上腺素受体基因Trp64Arg突变的研究
随着阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)研究的深入,越来越多的研究涉及遗传因素.自从1978年Strohl等[1]首次证实了1例家族性OSAHS后,相继出现了OSAHS存在家族聚集现象[2]和遗传因素[3]的报道.有研究指出,几乎有30%～40%的与呼吸暂停发生有关的危险因素可以用遗传因素来解释[4],其中肥胖作为OSAHS的重要危险因素,主要由遗传因素决定[5].β3-AR是一种G蛋白偶联的膜表面受体,主要分布于棕色脂肪组织,具有调节脂肪分解和能量消耗的重要作用.近年有研究报道,β3-AR基因第64位密码子点突变可致机体内脂肪分解下降,生热作用减弱,成为肥胖的发病因素之一[6].那么β3-AR的基因突变是否可能通过肥胖而影响OSAHS的发病呢?我们的研究旨在探讨β3-AR基因突变与肥胖及OSAHS发病之间的关系.目前国内外尚无相关报道.
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高脂饮食对老年大鼠棕色脂肪组织线粒体内膜解偶联蛋白活性与含量的影响
老年肥胖者易患高血压、冠心病、糖尿病等疾病,而肥胖与饮食习惯有明显的关系.正常大鼠过度饮食时,可以通过增加能量消耗避免发展成为肥胖,这种现象被称为食物诱导的产热,也就是食物的热效应;而给予肥胖大鼠过度饮食则可导致大鼠体重过度增加.棕色脂肪与能量平衡有关,肥胖大鼠棕色脂肪明显减少,食物诱导的产热减少可能与棕色脂肪有关.我们于1999年9～10月应用高脂饲料喂养老年大鼠,旨在了解高脂饮食对解偶联蛋白(uncoupling protein,UCP)的影响,探索肥胖发生的机制,为临床治疗肥胖探寻新的途径.一、材料和方法1.试剂:[8-3H]鸟嘌呤核苷三磷酸(GTP)和[U-14C]蔗糖,为英国Amersham公司产品;羧基苍术苷(carbxyatractyloside)钾盐,为美国Sigma公司产品;三乙醇胺盐酸盐,为德国Boehringer公司产品;GTP由上海丽珠生物技术有限公司生产.2.动物及分组:18月龄雄性SD大鼠24只,体重370～390 g,随机分为正常对照组、高脂饮食组,每组各12只.正常对照组给予标准饲料(第二军医大学动物实验中心提供):碳水化合物热卡占61%,脂肪占12%,蛋白质占26%,喂养30 d;高脂饮食组予配制的高脂饲料:碳水化合物热卡占20%,脂肪占61%,蛋白质占19%,喂养30 d.饲养期间大鼠置于室温(22±1)℃中,自由饮水.3.UCP的测定:取肩胛间区棕色脂肪组织,以差速离心法分离出线粒体.用3H标记的GTP与UCP结合,用液体闪烁仪测定放射活性.后用Scatchard作图法对测定的数据进行分析,得出UCP与GTP结合的解离常数(Kd)及大结合容量(Bmax)值,其中Kd的大小反映UCP活性的高低;Bmax的大小反映UCP含量的多少.
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棕色脂肪组织:肥胖防治的新靶点
随着肥胖的发病率日益增长,肥胖相关的各种疾病严重地危害着人类的健康,也成为社会健康管理的巨大负担,预防和治疗肥胖成为一项亟待解决的难题.近年来在成人体内棕色脂肪组织(brownadipose tissue,BAT)的存在不断得到证实,这对肥胖的防治是一个重要启示.
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细胞外基质蛋白微纤维相关糖蛋白1通过转化生长因子β调节产热阻止肥胖和糖尿病发生
微纤维相关糖蛋白1（ MAGP1）是细胞外基质微纤维的成分之一。在这里，我们证实了MAGP1的表达在肥胖人群中发生了重要变化，在小鼠中MAGP1基因（ Mfap2-／-）失活导致脂肪细胞肥大及倾向于代谢功能障碍。已证实Mfap2-／-小鼠温度调节受损要先于脂肪变化，建议来诱导MAGP1增加肥胖和糖尿病的倾向。 Mfap2-／-小鼠适应寒冷挑战的不良环境，解偶联蛋白1（ UCP-1）的表达减弱棕色脂肪组织和减少皮下白色脂肪组织的棕色变。转化生长因子β（ TGF-β）的活性在 Mfap2的脂肪组织中升高， Mfap2-／-小鼠用TGF-β治疗可中和抗体、提高机体温度并防止增加肥胖表型。总之，这些结果揭示了MAGP1通过TGF-β的调节可预防代谢性应激的影响，其缺乏易诱发代谢性功能障碍。
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白色与棕色脂肪组织的特性比较与研究进展
人体的脂肪组织可分为白色脂肪组织( white adipose tissue,WAT)与棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)两大类,二者在形态、分布和功能上截然不同.早在15世纪60年代就有关于BAT的报道,1947年研究者通过免疫组化揭示了WAT与BAT生理活动的差异[1].
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有氧运动和抗阻运动对大鼠棕色脂肪组织形态及活性的影响
目的:比较有氧运动和抗阻运动对大鼠棕色脂肪组织的影响.方法:雄性SD大鼠随机分为3组,分别为安静对照组(C组)、有氧训练组(T组)和抗阻训练组(L组).有氧训练方式为跑台训练,每周训练5天,共训练8周;抗阻训练方式为递增负荷爬梯训练,每3天进行1次,共训练8周.训练前和训练后对大鼠进行称重,后一次训练结束48 h后,取大鼠的肩胛间棕色脂肪组织称重,并进行HE染色观察脂肪组织的组织形态,荧光定量PCR检测棕色脂肪相关基因PR结构域家族第16个成员(PRDM16)、过氧化物酶体增殖活化受体γ辅激活因子-1α(PGC-1α)以及解偶联蛋白1(UCP1)的mRNA水平,并用Westernblot检测其相应的蛋白水平.结果:8周训练后T组大鼠体重增量比C组降低48％(P＜0.01),L组比C组降低30％ (P＜0.05).棕色脂肪组织重量T组和L组均比C组降低,但无显著性差异;T组棕色脂肪组织的脂滴面积与C组相比显著减小(P＜0.01);L组脂滴面积也略有减小(P＞0.05).T组的PRDM16、PGC-1α、UCP1的mRNA表达量分别是C组的1.78倍(P＜0.01)、2.24倍(P＜0.01)、1.33倍(P＞0.05),L组的上述基因mRNA表达量分别是C组的1.30倍(P＞0.05)、1.25倍(P＞0.05)、1.21倍(P＞0.05);T组和L组PRDM 16蛋白的表达分别是对照组的1.46倍(P＜0.05)和1.08倍(P＞0.05),PGC-1α蛋白的表达量分别是对照组的1.56倍(P＜0.05)和0.94倍(P＞0.05),UCP1蛋白的表达量分别是C组的1.20倍(P＞0.05)和1.20倍(P＞0.05).结论:8周的有氧运动可以使棕色脂肪细胞的脂滴变小,并能显著促进其分化以及代谢活性,对其产热活性有轻微的促进作用;8周抗阻运动对棕色脂肪组织无显著影响.
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有氧运动调控肥胖小鼠棕色脂肪组织炎症反应相关基因表达及通路的研究
目的:应用mRNA表达谱芯片技术探究有氧运动对肥胖小鼠棕色脂肪组织(BAT)炎症反应相关差异基因和通路表达的影响.方法:30只雄性C57BL/6J小鼠随机分为普通饮食对照组(NC,n=8)和高脂饮食组(HD,n=22),高脂饮食组饲喂8周建立肥胖模型后再随机分为肥胖安静对照组(HC,n=8)和肥胖运动组(HE,n=8).NC组饲喂普通饲料;HC组饲喂高脂饲料;HE组饲喂高脂饲料的同时进行10 m/min,1 h/d,6d/w的跑台训练.4周后,测试血中甘油三酯、总胆固醇和血糖水平;取肩胛处BAT进行mRNA表达谱分析,分别对比HC与NC组、HE与HC组的差异表达基因,并对其进行基因功能注释(GO)和信号通路(Pathway)富集度统计分析.结果:(1)HE组较HC组体重和血糖水平显著下降(P＜0.05);(2)差异基因筛选和GO分析结果显示,HC组较NC组上调的基因有802个,包含的生物学过程(BP)主要为炎症反应等过程;下调的基因有1157个,BP主要为脂质代谢等过程;HE与HC组相比上调的基因有859个,BP主要为糖脂代谢等过程,下调的基因有576个,BP主要为转录调节等过程.巨噬细胞表达基因1(Mpeg1)、单核细胞向巨噬细胞转化基因(Mmd)、趋化因子配体28(Cc128)、白介素-6受体仅(IL6ra)、肿瘤坏死因子受体超家族成员1b(Tnfrsf1b)、瘦素受体(Lepr)6个与免疫细胞及炎症因子相关的关键差异基因在运动后出现下调或有下调趋势;(3) Pathway分析结果显示,与HC组相比,HE组Jak-STAT信号通路、ErbB信号通路和TGF-β信号通路显著下调,Insulin信号通路显著上调.结论:有氧运动可通过调节肥胖机体BAT中一系列生物学过程和信号通路而抑制免疫细胞和炎症因子相关基因表达,改善肥胖机体慢性炎症状态.
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运动对棕色脂肪活性和白色脂肪棕色化的影响及其干预肥胖的作用研究进展
运动能有效减少脂肪组织体积和甘油三酯的储存,是公认健康的肥胖干预手段.随着对白色脂肪组织和棕色脂肪组织不同生理功能认识的不断深入,人们发现运动还能调控脂肪组织的活性及分化,从而展开了对运动减肥新的生理机制的探讨.本文就关于运动通过影响棕色脂肪活性及白色脂肪棕色化干预肥胖的研究进行综述,分析其可能的作用机制,并展望今后的相关研究重点,为更好地利用运动干预肥胖提供理论基础.
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运动、肥胖与棕色脂肪组织
肥胖是体内脂肪组织过多的一种状态,其表现主要有总的脂肪含量增加、局部脂肪堆积和脂肪分布紊乱等形式.哺乳动物体内脂肪组织是非常重要的代谢调控器官,其存在两种类型:白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)和棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT).WAT主要是将过多的能量以甘油三酯的形式储存起来,以便机体在特殊时候利用;而BAT的作用却与之截然不同,它通过线粒体的解偶联作用将脂质氧化产生的能量以热能的形式散发出去[1],从而消耗能量.众所周知,动物体重的变化主要是由于机体内能量收支不平衡造成的,这与脂肪组织有着非常密切的关联,所以脂肪组织在调节动物体重变化方面具有非常重要的作用.
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过氧化物酶体增殖物激活受体γ与适应性产热调节
适应性产热是通过非颤抖性产热维持机体能量代谢平衡的重要方式.研究发现,小鼠体内除棕色脂肪组织外,一些诱因(如寒冷)刺激皮下白色脂肪组织生成的米黄色脂肪也是非颤抖性产热组织.通过调节机体非颤抖性产热过程,促进体内过剩能量以热量形式耗散,可能为肥胖、胰岛素抵抗了等能量代谢紊乱相关病症的治疗提供更安全有效的治疗手段.核受体过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)是调节脂肪组织功能的重要转录因子,其激动剂在药理学剂量下具有诱导米黄色脂肪细胞生成的作用.本文综述了PPARγ在适应性产热中的调节作用,分析了PPARγ选择性调节作用在非颤抖性产热中的可能机制,以期为新一代胰岛素增敏剂的研发提供理论依据.
关键词： 适应性产热 过氧化物酶体增殖物激活受体γ 棕色脂肪组织 米黄色脂肪 调控机制 -
TRPV1通道介导的热生成是辛热(温)中药药性表征的重要模式
本文探索了辛热(温)性中药的现代科学内涵和分子机制.通过背根神经节(DRG)神经元的原代培养和瞬变感受器电位离子通道蛋白香草酸亚型1 (TRPV1)基因转染HEK293细胞的方式获取了TRPV1通道原位和异源表达体系.在此基础上,采用共聚焦显微成像法对辣椒中的主要活性成分—辣椒素干预调节TRPV1通道的作用进行了研究;同时基于小鼠棕色脂肪组织(BAT)、直肠和皮肤温度搭建了三位一体的热电偶检测技术和方法,检测和评价了辣椒素对小鼠机体能量代谢的影响.两种表达体系中的TRPV1通道均能被辣椒素激活,且能够被TRPV1通道的特异性抑制剂—辣椒平(capsazepine)所拮抗;同时发现辣椒素给药后,机体的核心温度(core body temperature)和BAT温度先下降、后升高,但以升高为主;尾部皮肤温度给药后短暂升高后下降至基线.结果表明,通过激活TRPV1通道,进而提高机体热能的产生、实现温中散寒的生物效应,可能是辣椒等辛热(温)中药表征药性的一种重要分子机制和科学基础.
