炎性反應(yīng)與高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖和胰島素抵抗關(guān)系的研究.pdf

1、高脂飲食是肥胖發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素，但是高脂飲食條件下，并不是所有的個(gè)體都發(fā)生肥胖，而一部分發(fā)生肥胖，而另外一部分表現(xiàn)出了肥胖抵抗，目前相關(guān)的機(jī)制還未完全闡明。最近研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食與下丘腦炎性反應(yīng)密切相關(guān)。下丘腦炎性因子表達(dá)的增加可以導(dǎo)致胰島素和瘦素抵抗，從而引起機(jī)體的攝食紊亂和體重的增加。Toll 樣受體-4（Toll like receptor 4，TLR4）作為保守的模式識(shí)別受體，在機(jī)體的免疫調(diào)控中有著重要作用。腦室注入飽和脂肪酸

2、可以顯著增加下丘腦TLR4和相關(guān)炎性基因的表達(dá)，TLR4抗體干預(yù)可逆轉(zhuǎn)高脂飲食誘導(dǎo)的下丘腦炎性反應(yīng)和胰島素抵抗并降低食物的攝入量。核因子-κB 作為T(mén)LR4的下游信號(hào)分子，在機(jī)體的炎性反應(yīng)中起著關(guān)鍵的作用。最新研究發(fā)現(xiàn)NF-κB與下丘腦的胰島素和瘦素抵抗也密切相關(guān)。利用外源性載體激活下丘腦的NF-κB可以引起下丘腦的胰島素和瘦素敏感性降低，導(dǎo)致小鼠的攝食增加，而同樣的方法抑制下丘腦NF-κB的活性后可使肥胖小鼠的攝食量降低，體重減輕。以

3、上研究提示高脂飲食誘導(dǎo)的下丘腦炎性反應(yīng)在機(jī)體的攝食紊亂和肥胖的發(fā)生中起著重要的作用。同樣高脂飲食條件下，肥胖抵抗大鼠是否可以通過(guò)抑制下丘腦的炎性反應(yīng)從而阻止肥胖的發(fā)生，目前還沒(méi)有相關(guān)的報(bào)道。
　　 為了了解炎性反應(yīng)和高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖易感性及胰島素敏感性差異的關(guān)系，進(jìn)一步探討肥胖和胰島素抵抗發(fā)生的機(jī)制，我們分別建立了肥胖和肥胖抵抗動(dòng)物模型以及脂肪酸類型不同的高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖動(dòng)物模型，分析了不同模型中大鼠下丘腦或脂肪組織炎性基因

4、的表達(dá)變化，同時(shí)觀察了膳食干預(yù)對(duì)炎性基因表達(dá)的影響。
　　 第一部分、下丘腦炎性反應(yīng)和高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖易感性差異關(guān)系的研究
　　 目的:建立高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖和肥胖抵抗動(dòng)物模型，探討下丘腦炎性反應(yīng)與高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖易感性差異的關(guān)系，同時(shí)觀察低脂飲食干預(yù)對(duì)大鼠體重和下丘腦炎性反應(yīng)的影響。
　　 方法：雄性清潔級(jí)SD大鼠55只，適應(yīng)性喂養(yǎng)1周之后，隨機(jī)分為高脂飼料組和基礎(chǔ)飼料對(duì)照組?；A(chǔ)飼料由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)

5、院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供；每100g高脂飼料含有基礎(chǔ)飼料60g，豬油15g，蛋黃粉13g，干酪素10g，白糖2g?；A(chǔ)飼料總熱能3.29kcal/g ；高脂飼料總熱能4.62kcal/g。第10周時(shí)，高脂實(shí)驗(yàn)組大鼠體重基本穩(wěn)定，參照對(duì)照組大鼠的平均體重及標(biāo)準(zhǔn)差，將高脂飼料組大鼠分為飲食誘導(dǎo)肥胖大鼠和飲食誘導(dǎo)肥胖抵抗大鼠大鼠，體重介于二者之間的大鼠不納入本次研究。再分別將DIO和DIO-R大鼠隨機(jī)分為兩組，一組繼續(xù)高脂飼料喂養(yǎng)，一組轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)飼料

6、喂養(yǎng)，干預(yù)8周。各組大鼠自由攝食和飲水，相對(duì)濕度(50±10)％，明暗周期12比12。每天記錄進(jìn)食量，每周記錄體重。分別與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始、10周和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)過(guò)夜禁食12h采集尾血，離心之后保存待測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，大鼠斷頭處死，迅速分離下丘腦并置液氮凍存，24小時(shí)后轉(zhuǎn)移至-80℃冰箱保存，以備RNA抽提。同時(shí)分離大鼠的腎周和睪周脂肪組織并準(zhǔn)確稱重。實(shí)時(shí)定量PCR法檢測(cè)各組大鼠TLR4、NF-κB、IL-1β和IL-6基因表達(dá)水平。
　　

7、結(jié)果：
　　 1．喂養(yǎng)10周后，高脂飼料組中18只大鼠判定為肥胖易感大鼠，12只判定為肥胖抵抗大鼠。DIO組大鼠的能量攝入和能量利用率顯著高于DIO-R和CF組，但DIO-R組與CF組相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。DIO組大鼠的TC、TG、LDL-C、FBG、FINS和HOMA-IR顯著高于DIO-R和CF組大鼠，DIO-R大鼠的TC、LDL-C、FINS和HOMA-IR與CF組相比顯著增高。
　　 2．DIO/HF組大鼠下丘腦TL

8、R4、NF-κB、IL-6和IL-1β表達(dá)水平顯著高于DIO-R/HF和CF組大鼠，DIO-R/HF與CF組相比，下丘腦TLR4、NF-κB、IL-1β和IL-6表達(dá)水平?jīng)]有變化。
　　 3．低脂飼料干預(yù)后，DIO/CF組大鼠的體重和脂肪蓄積量與DIO/HF組相比顯著下降，DIO-R/CF的體重與DIO-R/HF組大鼠相比無(wú)變化，但脂肪蓄積量顯著降低。DIO/CF和DIO-R/CF與其相應(yīng)的高脂組相比，能量攝入無(wú)顯著變化，能量利

9、用率顯著降低。DIO/CF組大鼠的TC、FINS和HOMA-IR與相應(yīng)的高脂組相比顯著降低。DIO/CF和DIO-R/CF組大鼠下丘腦TLR4、NF-κB、IL-6和IL-1β的表達(dá)水平與其相對(duì)應(yīng)的高脂組相比無(wú)顯著差異，DIO/CF組大鼠下丘腦炎性基因的表示仍顯著高于CF組大鼠。
　　 結(jié)論：豬油配制的高脂飼料喂養(yǎng)10周可以誘導(dǎo)大鼠肥胖易感性差異的發(fā)生，高脂飲食誘導(dǎo)的下丘腦炎性反應(yīng)可能使肥胖易感大鼠的攝食紊亂，從而導(dǎo)致能量攝入增

10、加和肥胖的發(fā)生，而肥胖抵抗大鼠可以通過(guò)抑制下丘腦炎性反應(yīng)保持適宜的攝食和穩(wěn)定的體重。低脂飲食干預(yù)可以顯著降低肥胖易感大鼠的體重和脂肪蓄積量，但對(duì)肥胖大鼠下丘腦炎性基因的表達(dá)沒(méi)有影響。
　　 第二部分、脂肪組織炎性反應(yīng)與脂肪酸類型不同的高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠胰島素敏感性差異的研究
　　 目的：建立富含飽和脂肪酸高脂飲食和富含多不飽和脂肪酸高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠模型，探討脂肪組織炎性反應(yīng)與不同類型脂肪酸高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖大鼠

11、胰島素敏感性差異的關(guān)系，并觀察低脂飲食干預(yù)對(duì)胰島素敏感性和脂肪組織炎性基因表達(dá)的影響。
　　 方法：雄性清潔級(jí)SD大鼠100只，適應(yīng)性喂養(yǎng)1周之后，隨機(jī)分為豬油高脂飼料組、大豆油高脂飼料組和基礎(chǔ)飼料對(duì)照組?；A(chǔ)飼料由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供；每100g高脂飼料含有基礎(chǔ)飼料60g，豬油/大豆油15g，蛋黃粉13g，干酪素10g，白糖2g?；A(chǔ)飼料總熱能3.29kcal/g ；高脂飼料總熱能4.62kcal/g。第10

12、周時(shí)，高脂實(shí)驗(yàn)組大鼠體重基本穩(wěn)定，參照對(duì)照組大鼠的平均體重及標(biāo)準(zhǔn)差，分別篩選出富含飽和脂肪酸高脂飼料誘導(dǎo)的肥胖大鼠（和富含多不飽和脂肪酸誘導(dǎo)的肥胖大鼠大鼠。再分別將SF-DIO和PF-DIO大鼠隨機(jī)分為兩組，一組繼續(xù)高脂飼料喂養(yǎng)，一組轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng)，繼續(xù)喂養(yǎng)8周。實(shí)驗(yàn)期間，各組大鼠自由攝食和飲水，動(dòng)物房溫度（20±2）℃，相對(duì)濕度(50±10)％，明暗周期12比12。每天記錄進(jìn)食量，每周記錄體重。分別與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始、10周和實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)過(guò)夜

13、禁食12h采集尾血，離心之后保存待測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，大鼠斷頭處死，迅速分離出大鼠腎周與睪周脂肪組織，準(zhǔn)確稱重后置液氮快速冷凍，-80℃冰箱保存待測(cè)。酶聯(lián)免疫法和免疫印記法分別檢測(cè)大鼠血清和脂肪組織OPN蛋白表達(dá)；實(shí)時(shí)定量PCR法檢測(cè)各組大鼠OPN、NF-κB、IL-6和IL-10基因表達(dá)水平。
　　 結(jié)果：
　　 1．豬油高脂飼料和大豆油高脂飼料組大鼠的肥胖發(fā)生率分別為42.2％和48.9％，兩組大鼠肥胖發(fā)生率無(wú)顯著差異。

14、SF-DIO組大鼠的FBG、FINS和HOMA-IR顯著高于PF-DIO組大鼠和CF組大鼠；PF-DIO組大鼠的FINS和HOMA-IR顯著高于CF組，而FBG在兩組間的差異無(wú)顯著性。
　　 2．SF-DIO/SF大鼠脂肪組織OPN的基因和蛋白表達(dá)水平以及NF-κB和IL-6的基因表達(dá)水平顯著高于PF-DIO/PF和CF組大鼠，同時(shí)，PF-DIO/PF組OPN、NF-κB和IL-6的表達(dá)水平也顯著高于CF組，SF-DIO/SF和

15、PF-DIO/PF組大鼠脂肪組織IL-10表達(dá)無(wú)差異，并顯著低于CF組大鼠。
　　 3．低脂干預(yù)以后，SF-DIO/CF和PF-DIO/CF組大鼠的體重和脂肪蓄積量與相應(yīng)的高脂組相比顯著下降，能量攝入無(wú)顯著變化。同時(shí)，SF-DIO/CF的FINS和HOMA-IR與SF-DIO/SF組相比顯著降低，PF-DIO/CF的HOMA-IR與PF-DIO/PF組相比顯著降低。SF-DIO/CF和PF-DIO/CF組大鼠脂肪組織OPN的基因

16、和蛋白表達(dá)以及NF-κB和IL-6的基因表達(dá)與其相應(yīng)的高脂組相比顯著降低，但SF-DIO/CF組脂肪組織OPN和NF-κB表達(dá)水平仍顯著高于PF-DIO/CF與CF組大鼠，PF-DIO/CF與CF組相比無(wú)顯著差異，SF-DIO/CF和PF-DIO/CF組大鼠脂肪組織的IL-10的表達(dá)出現(xiàn)了增加的趨勢(shì)，但與其相應(yīng)的高脂組相比，差異無(wú)顯著意義，仍顯著低于基礎(chǔ)飼料對(duì)照組大鼠。血清OPN含量在各個(gè)組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 結(jié)論：能量密度

17、相同而脂肪酸類型不同的高脂飼料對(duì)SD大鼠具有相同的肥胖誘導(dǎo)作用，但是對(duì)肥胖大鼠的胰島素敏感性具有不同的影響。飽和脂肪酸高脂飲食通過(guò)上調(diào)OPN的表達(dá)，促進(jìn)脂肪組織炎性反應(yīng)從而誘導(dǎo)肥胖大鼠的胰島素抵抗；而多不飽和脂肪酸高脂飲食則可以抑制脂肪組織OPN的表達(dá)，降低脂肪組織炎性反應(yīng)從而改善肥胖大鼠的胰島素敏感性。低脂飲食干預(yù)可以增強(qiáng)肥胖大鼠的胰島素敏感性并降低脂肪組織炎性基因的表達(dá)。
　　 創(chuàng)新性：
　　 1.首次探討了高脂飲食