脂解誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞聚集機制和海參皂苷對其調(diào)節(jié)作用的初步研究.pdf

1、能量攝入過度和運動相對不足導(dǎo)致了世界范圍的肥胖現(xiàn)象激增,肥胖可以引發(fā)糖尿病,心血管疾病、脂肪肝、神經(jīng)退行性疾病和癌癥,肥胖已成為全球范圍的健康問題。近年來研究發(fā)現(xiàn),脂肪組織不僅是能量存器官,也是重要的內(nèi)分泌和代謝器官,可以分泌產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,并發(fā)生巨噬細(xì)胞浸潤導(dǎo)致炎癥的發(fā)生。
　　機體在正常情況下,脂肪細(xì)胞的脂肪含量較少,基礎(chǔ)脂解率也較低。在肥胖發(fā)生時,由于脂肪組織增多,相應(yīng)的基礎(chǔ)脂解率也隨之提高,釋放出大量的游離脂肪酸(FFA

2、)。當(dāng)節(jié)食或禁食狀態(tài)下,由激素誘導(dǎo)的需求性脂解被激活,脂肪組織也會快速產(chǎn)生大量FFA以滿足機體能量需求。無論是肥胖引起的脂肪分解還是節(jié)食引起的脂肪分解,都同樣引發(fā)脂肪組織中巨噬細(xì)胞的聚集和增多。但是脂肪分解是如何引起巨噬細(xì)胞浸潤的,其中的作用機制尚不明確,因此本文對脂解誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞聚集的機制開展了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)脂解過程產(chǎn)生的前列腺素PGE2是誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞遷移的主要作用分子,并且很有可能參與了肥胖發(fā)生過程伴隨的巨噬細(xì)胞浸潤。
　　實

3、驗室前期研究發(fā)現(xiàn),海參皂苷具有顯著的改善肥胖及其相關(guān)代謝相關(guān)疾病的作用,但是其作用機制,特別是對脂肪組織功能的影響尚不明確。海參皂苷單體echnoside A(EA)在海參皂苷中含量較為豐富且結(jié)構(gòu)明確,故本研究選用EA為代表,考察了EA對肥胖的改善作用,并從影響脂肪組織內(nèi)巨噬細(xì)胞浸潤和環(huán)氧合酶(COX)表達(dá)等方面對其作用機制進(jìn)行了初步研究,為海參皂苷在功能食品中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
　　本研究首先以成熟分化的3T3L1脂肪細(xì)胞為體

4、外模型,通過forskolin處理誘導(dǎo)其脂解,檢測了脂解過程中游離脂肪酸、MCP-1、一氧化氮、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物前列腺素等的變化,并通過 transwell巨噬細(xì)胞遷移模型驗證上述物質(zhì)影響巨噬細(xì)胞的趨化能力,最后確定FFA和PGE2通過協(xié)同作用共同誘導(dǎo)了脂解過程中巨噬細(xì)胞向脂肪組織的遷移,但是PGE2作用更強。本文對脂肪細(xì)胞前列腺素PGE2的生成機制進(jìn)行了研究,從PGE2合成底物花生四烯酸的水解、再酰化,以及PGE2合成相關(guān)酶的表

5、達(dá)方面進(jìn)行了分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),forskolin誘導(dǎo)的脂解可以刺激胞質(zhì)型磷脂酶A2(cPLA2α)轉(zhuǎn)錄表達(dá)、磷酸化,并促進(jìn)其從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)位至細(xì)胞質(zhì)膜;另外forskolin對LPCAT的基因表達(dá)無影響,表明forskolin通過促進(jìn)了cPLA2α活力提高磷脂水解產(chǎn)生花生四烯酸,同時不影響LPCAT介導(dǎo)的花生四烯酸再酯化,解釋了脂解引起的花生四烯酸增多的原因。另外,forskolin誘導(dǎo)的脂解還刺激了COX2的基因表達(dá),說明PGE2合成的增多

6、不單單是由于底物增多,作為PGE2合成關(guān)鍵酶的COX2表達(dá)大幅度上調(diào)也是關(guān)鍵因素。
　　FAT/CD36是單鏈跨膜蛋白,不僅參與脂肪酸轉(zhuǎn)運,還可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)外的信號傳遞過程。前期研究表明CD36是調(diào)節(jié)脂解的重要分子,本文通過SiRNA干擾技術(shù)敲除脂肪細(xì)胞中CD36,然后比較了CD36正常表達(dá)和靜默表達(dá)后,脂肪細(xì)胞生成FFA和PGE2的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn),CD36敲除后抑制了脂解誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞遷移,降低了PGE2含量,但對FFA釋放并無影

7、響,進(jìn)一步證實PGE2可能介導(dǎo)了巨噬細(xì)胞遷移。CD36敲除后,cPLA2α的轉(zhuǎn)錄表達(dá)明顯下調(diào),同時磷酸化水平明顯降低,提示CD36敲除后cPLA2α活力受到抑制,同時COX2基因表達(dá)顯著下調(diào),以上結(jié)果表明CD36通過影響cPLA2α轉(zhuǎn)錄和磷酸化調(diào)節(jié)減少了花生四烯酸產(chǎn)生,并通過進(jìn)一步影響COX2表達(dá)參與調(diào)節(jié)PGE2的合成,提示CD36可能通過影響脂肪細(xì)胞脂解調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞在脂肪組織內(nèi)的聚集。
　　為了驗證CD36在巨噬細(xì)胞募集中的作用

8、,我們又利用CD36缺失小鼠進(jìn)行了驗證。通過過夜禁食誘導(dǎo)小鼠發(fā)生脂肪分解,比較觀察了野生型和CD36缺失小鼠脂肪組織內(nèi)巨噬細(xì)胞聚集情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),禁食誘導(dǎo)的脂解主要促進(jìn)了脂肪組織內(nèi)M2型巨噬細(xì)胞積聚,同時觀察到脂肪組織中PGE2含量顯著升高。M2巨噬細(xì)胞具有抗炎特性,雖然禁食引起的脂解導(dǎo)致了巨噬細(xì)胞浸潤,但并未引發(fā)炎癥發(fā)應(yīng)。與野生型小鼠相比,禁食后CD36-/-小鼠脂肪組織巨噬細(xì)胞浸潤明顯降低,FFA水平卻仍然仍高,但是脂肪組織中COX

9、1基因表達(dá)和PGE2水平顯著降低。值得注意的是,脂肪組織中巨噬細(xì)胞特異標(biāo)志F4/80表達(dá)和COX1表達(dá)呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)關(guān)系,以上證據(jù)表明COX1介導(dǎo)的PGE2生成,在影響巨噬細(xì)胞向脂肪組織浸潤過程發(fā)揮了重要作用。
　　為了探討海參皂苷是否可以通過影響COX表達(dá)改善肥胖,本文研究了海參皂苷EA對高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠的改善作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn),攝食EA確實表現(xiàn)出明顯的減重和減少體脂肪的效果,同時降低了脂肪組織中 PGE2含量和 COX1

10、表達(dá),減少了巨噬細(xì)胞浸潤,從而改善了肥胖導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)。除此之外,攝食EA可以促進(jìn)脂聯(lián)素生成,刺激肝臟過氧化物酶體激活受體(PPARα)及其下游基因肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶(CPT1)的轉(zhuǎn)錄和酶活,提高AMPK磷酸化水平,提示EA可能通過脂聯(lián)素信號激活A(yù)MPK和PPARα通路,活化脂肪酸分解代謝途徑。以上結(jié)果表明EA可能通過減少COX抑制巨噬細(xì)胞浸潤、促進(jìn)脂肪酸分解等多種途徑起到改善肥胖的效果。
　　綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)PGE2是促進(jìn)脂解