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骨桥蛋白与肥胖及胰岛素抵抗关系研究

作　者: 葛爱国
导　师: 杨年红
学　校: 华中科技大学
专　业: 营养与食品卫生学
关键词: 骨桥蛋白 高脂饮食 饮食诱导肥胖 胰岛素抵抗 膳食干预
分类号: R589
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着整个社会经济水平的提高,人群中肥胖的比例越来越高,肥胖已经成为威胁人类的重大公共卫生问题之一。研究发现,肥胖在代谢综合征(Metabolic syndrome, MS)的发生发展过程中发挥了关键的作用。代谢综合征又叫胰岛素抵抗综合征,是一种合并有高血压以及葡萄糖与脂质代谢异常的综合征。目前对于代谢综合征的诊断尚且没有统一的标准。胰岛素抵抗是代谢综合征的核心,一系列代谢相关疾病如高血脂、高血压、2型糖尿病以及心血管疾病等都与胰岛素抵抗密切相关。大量实验研究表明,饮食诱导肥胖(Diet induced obesity, DIO)个体常伴有血糖和血胰岛素水平升高,胰岛素敏感性下降,严重者发展为胰岛素抵抗甚至2型糖尿病。其原因可能是因为DIO个体多伴有机体长期低水平的炎性状态,各种前炎性因子如肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素1β(IL-1β)及白细胞介素6(IL-6)等表达增加,炎性因子作用于胰岛素信号传导通路介导了胰岛素抵抗发生。另一方面,动物实验发现并非所有的DIO大鼠都会发生胰岛素抵抗。研究发现,富含n-3多不饱和脂肪酸的高脂饲料尽管同样可以诱导大鼠肥胖发生,但是由于肥胖机体炎性水平较低,前炎性因子表达较少,其胰岛素敏感性显著好于同期由富含饱和脂肪酸的高脂饲料诱导的肥胖大鼠。脂肪组织在机体的内分泌系统中具有极其重要的作用,是将代谢和炎性联系起来的纽带。研究表明,肥胖个体的炎性反应主要来源于脂肪组织,尤其是肥胖时脂肪组织中大量聚集的巨噬细胞。因此,研究介导外周巨噬细胞向脂肪组织迁移浸润的主要因素对于更好的防治肥胖相关胰岛素抵抗和代谢综合征的发生很有意义。在众多的相关因素中,骨桥蛋白(Osteopontin,OPN)因其较强的粘附趋化能力及其在介导细胞迁移过程中发挥的作用,使得人们逐渐开始关注其在促进巨噬细胞迁移和激活过程中所起的作用,并将其与肥胖个体胰岛素抵抗的发生联系到一起。OPN与肥胖以及胰岛素抵抗的关系近年来国外已经有了一些研究,结果表明OPN表达水平升高与肥胖个体脂肪组织巨噬细胞浸润、激活及前炎性因子表达有着密切关系。但是对于肥胖个体血清OPN水平变化,研究结果不尽一致。此外对于脂肪酸构成不同的高脂饲料诱导的肥胖动物脂肪组织OPN表达水平有无差异及其与胰岛素抵抗的关系尚未见报道。因此,本实验拟采用富含不同脂肪成分的高脂饲料同步诱导SD大鼠肥胖发生,分别探讨不同脂肪成分高脂饲料喂养对SD大鼠肥胖发生的影响;不同高脂饲料诱导的肥胖大鼠脂肪组织OPN表达及胰岛素抵抗状况差异。在此基础上进一步研究膳食干预对DIO大鼠脂肪组织OPN表达及胰岛素抵抗状况影响,探讨OPN在胰岛素抵抗发生发展过程中发挥的作用。第一部分:不同脂肪成分高脂饲料喂养对SD大鼠肥胖发生的影响目的:以雄性SD大鼠为实验对象,用富含不同脂肪成分的高脂饲料喂养,建立饮食诱导肥胖模型,研究不同脂肪成分高脂饲料喂养对SD大鼠肥胖发生影响及不同饮食诱导的肥胖大鼠胰岛素敏感性差异。方法:基础饲料由华中科技大学同济医学院实验动物学部提供,高脂饲料参照文献资料自行配制。每100g高脂饲料含基础饲料60 g、猪油/大豆油15 g、鸡蛋黄粉13 g、干酪素10 g、白沙糖2 g。基础饲料总热能13.77 kJ/g (蛋白质21.88%、脂肪13.68%、碳水化合物64.44%);高脂饲料总热能19.28 kJ/g(蛋白质20.00%、脂肪49.85%、碳水化合物30.15%)。将100只清洁级雄性SD大鼠适应性饲养10天后,按体重随机分为三组:正常对照组(LF, n=10),喂以基础饲料;猪油高脂实验组(HL,n=45),喂以添加猪油的高脂饲料;大豆油高脂实验组(HS,n=45),喂以添加大豆油的高脂饲料。各组大鼠均自由摄食、饮水,动物房温度(22±5)°C,相对湿度(50±10),明暗周期12:12。第10周末,高脂实验组大鼠体重基本稳定,以对照组平均体重为标准,体重大于对照组平均体重加1.96倍标准差的(x +1.96s)定为肥胖易感(DIO)大鼠。第0周与第10周末分别过夜禁食12小时(h)后采尾血,分离血清,置-80°C冰箱保存待测。用相应试剂盒测定各组大鼠0周和10周末空腹血糖和血胰岛素水平。结果:(1)HL与HS两组高脂实验组SD大鼠肥胖发生率分别为42.2%和48.9%,差异无显著性意义。(2)HS组肥胖大鼠空腹血胰岛素水平与胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)(分别为50.80±12.00 uIU/ml与15.22±4.64)显著低于HL组(分别为87.68±21.60 uIU/ml与26.94±9.43)。结论:(1)在三大宏量营养素比例相同的情况下,富含猪油(主要脂肪酸成分为饱和/单不饱和脂肪酸)的高脂饲料与富含大豆油(主要脂肪酸成分为多不饱和脂肪酸)的高脂饲料对SD大鼠具有相同的肥胖诱导作用。(2)多不饱和脂肪酸可以改善肥胖大鼠胰岛素敏感性,一定程度上阻止胰岛素抵抗的发生。第二部分:不同脂肪成分高脂饲料诱导的肥胖大鼠脂肪组织OPN表达与胰岛素敏感性差异目的:比较HL与HS两种高脂饲料诱导的肥胖大鼠胰岛素敏感性、脂肪组织炎性因子及OPN表达水平差异,探讨OPN在肥胖个体炎症反应及胰岛素抵抗发生发展过程中发挥的作用。方法:DIO大鼠诱导方法见第一部分。第10周末,将HL组诱导的DIO大鼠(HL-DIO)按体重随机抽取6只继续喂原来的高脂饲料(HL-DIO-HL, n=6);HS组诱导的DIO大鼠同样按体重随机抽取6只继续喂原先的高脂饲料(HS-DIO-HS, n=6);对照组(LF, n=10)大鼠仍给予基础饲料,继续喂养8周。第18周末,隔夜禁食12 h后断头处死,取全血分离血清,置-80°C冰箱保存待测。分离大鼠肾周与睾周白色脂肪组织,准确称重,液氮中快速冷冻后置于-80°C冰箱保存待测。用相应试剂盒测定各组大鼠空腹血糖和血胰岛素水平;免疫印记法(Western Blot)检测各组大鼠肾周脂肪组织OPN蛋白表达;实时定量聚合酶链反应(Real-time PCR)检测各组大鼠肾周脂肪组织OPN、IL-6、IL-10及核因子κB(NF-κB)mRNA表达水平。结果:(1)尽管HL-DIO-HL与HS-DIO-HS大鼠肥胖程度无显著性差异,但是HL-DIO-HL组的血胰岛素水平和HOMA-IR指数却显著高于HS-DIO-HS组。(2)HL-DIO-HL组大鼠脂肪组织OPN及前炎性因子IL-6表达水平显著高于HS-DIO-HS。(3)HL-DIO-HL组大鼠脂肪组织NF-κB表达亦显著高于HS-DIO-HS组。结论:多不饱和脂肪酸能显著改善肥胖大鼠胰岛素敏感性,可能与其脂肪组织前炎性因子的低表达有关。OPN可能通过NF-κB通路介导了脂肪组织前炎性因子表达。第三部分:膳食干预对饮食诱导肥胖大鼠脂肪组织OPN表达与胰岛素敏感性影响目的:观察降低食物脂肪含量与能量密度对DIO大鼠脂肪组织前炎性因子表达和胰岛素敏感性水平影响,探讨OPN在此过程中发挥的作用。方法: DIO大鼠诱导方法见第一部分。第10周末,将HL诱导的DIO大鼠(HL-DIO)按体重随机分为两组,其中一组继续喂原来的高脂饲料(HL-DIO-HL, n=6);另外一组改喂普通饲料(HL-DIO-LF, n=6);对照组(LF, n=10)仍给予普通饲料,继续喂养8周。第18周末,隔夜禁食12 h后断头处死所有大鼠,取全血分离血清和血浆,置-80°C冰箱保存待测。分离大鼠肾周与睾周白色脂肪组织,准确称重,液氮中快速冷冻后置于-80°C冰箱保存待测。用相应试剂盒测定各组大鼠空腹血糖和血胰岛素水平;免疫印记法(Western Blot)检测各组大鼠肾周脂肪组织OPN蛋白表达;实时定量聚合酶链反应(real-time PCR)检测各组大鼠肾周脂肪组织OPN、IL-6、IL-10及NF-κB mRNA表达水平。结果:(1)改喂普通饲料,降低食物脂肪含量与能量密度能够有效降低高脂饮食诱导肥胖大鼠体重,改善肥胖大鼠胰岛素敏感性。(2)与HL-DIO-HL组相比,HL-DIO-LF大鼠脂肪组织OPN及前炎性因子IL-6表达水平显著降低,而抗炎因子IL-10表达水平升高。(3)HL-DIO-HL组大鼠脂肪组织NF-κB表达亦显著高于HL-DIO-LF组。结论:降低食物脂肪含量与能量密度能够有效降低脂肪组织前炎性因子表达,改善胰岛素敏感性。可能与脂肪组织OPN表达降低,巨噬细胞浸润与激活减少,前炎性因子表达水平下降有关。创新之处:(1)分别用富含饱和/单不饱和脂肪酸的高脂饲料和富含多不饱和脂肪酸的高脂饲料在同样的条件下同时诱导肥胖模型,针对性地探讨引起肥胖大鼠胰岛素抵抗的原因。(2)针对DIO大鼠进行膳食干预,从基因-饮食交互作用方面探讨肥胖个体胰岛素抵抗的原因,同时也为肥胖者胰岛素抵抗的防治提供思路和方法。

全文目录


中文摘要  5-10
英文摘要  10-15
前言  15-19
第一部分 不同脂肪成分高脂饲料喂养对SD 大鼠肥胖发生的影响  19-24
  1. 材料与方法  19-21
  2. 实验结果  21-22
  3. 讨论  22-24
第二部分 不同脂肪成分高脂饲料诱导肥胖大鼠脂肪组织OPN 表达与胰岛素敏感性差异  24-42
  1. 材料与方法  24-35
  2. 实验结果  35-39
  3. 讨论  39-42
第三部分 膳食干预对饮食诱导肥胖大鼠脂肪组织OPN表达与胰岛素敏感性影响  42-51
  1. 材料与方法  42-44
  2. 实验结果  44-48
  3. 讨论  48-51
小结  51-53
参考文献  53-58
综述  58-73
  参考文献  67-73
附录一 全文缩写词  73-74
附录二 硕士期间工作小结  74-75
致谢  75

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中图分类: > 医药、卫生 > 内科学 > 内分泌腺疾病及代谢病 > 代谢病
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