前脂肪細(xì)胞增殖分化在肥胖形成及運(yùn)動(dòng)防治肥胖中的作用.pdf

1、體脂增多或減少時(shí)伴有脂肪細(xì)胞體積顯著肥大或縮小，但脂肪細(xì)胞數(shù)目是否也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化并不確定，然而脂肪細(xì)胞卻是終身均在不斷地更新變化。前脂肪細(xì)胞增殖分化在脂肪細(xì)胞數(shù)目變化及脂肪細(xì)胞更新中發(fā)揮著重要的作用，并與脂肪細(xì)胞形態(tài)及功能密切相關(guān)。因此，從細(xì)胞動(dòng)力學(xué)角度來(lái)分析前脂肪細(xì)胞增殖分化對(duì)脂肪細(xì)胞形態(tài)與功能的影響，可能是肥胖及肥胖相關(guān)并發(fā)癥研究的一個(gè)突破口。本研究以SD大鼠為研究對(duì)象，通過(guò)高脂膳食誘導(dǎo)大鼠肥胖形成，并采用運(yùn)動(dòng)和/或膳食干預(yù)進(jìn)行

2、減脂實(shí)驗(yàn)，從而模擬現(xiàn)實(shí)人體肥胖形成及運(yùn)動(dòng)防治肥胖的過(guò)程。通過(guò)在體與離體實(shí)驗(yàn)，觀察體脂增多或減少過(guò)程中前脂肪細(xì)胞增殖分化能力的變化，并結(jié)合在體脂肪細(xì)胞體積與數(shù)目的變化情況，從細(xì)胞層面分析前脂肪細(xì)胞增殖分化對(duì)脂肪細(xì)胞數(shù)目及脂肪細(xì)胞更新的影響，探討其在高脂膳食誘導(dǎo)大鼠肥胖形成及運(yùn)動(dòng)防治肥胖中的作用;檢測(cè)相關(guān)血液指標(biāo)及脂肪細(xì)胞內(nèi)脂肪酸代謝相關(guān)基因的表達(dá)，分析前脂肪細(xì)胞增殖分化、細(xì)胞更新與脂肪細(xì)胞功能之間的關(guān)系，為運(yùn)動(dòng)防治肥胖及相關(guān)并發(fā)癥提供理論

3、依據(jù)。
　　實(shí)驗(yàn)分為兩部分:在體實(shí)驗(yàn)與離體實(shí)驗(yàn)。
　　研究一 前脂肪細(xì)胞增殖分化在肥胖形成及運(yùn)動(dòng)防治肥胖中的作用
　　目的：從細(xì)胞層面分析前脂肪細(xì)胞增殖分化對(duì)脂肪細(xì)胞數(shù)目及脂肪細(xì)胞更新的影響，并探討其在高脂膳食誘導(dǎo)大鼠肥胖形成及運(yùn)動(dòng)防治肥胖中的作用。
　　方法：在體實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段:第一階段為肥胖形成與運(yùn)動(dòng)預(yù)防肥胖實(shí)驗(yàn)研究;第二階段為運(yùn)動(dòng)減脂實(shí)驗(yàn)研究。第一階段實(shí)驗(yàn)選用4周齡Sprague-Dawley(SD)純系

4、雄性大鼠（清潔級(jí)）共120只，隨機(jī)選取30只大鼠分為3組:普通對(duì)照組(NC組)、普通運(yùn)動(dòng)組(NE組)、高脂運(yùn)動(dòng)組（HE組），每組10只，余下90只大鼠被用于復(fù)制高脂肥胖模型。12周后，從符合肥胖標(biāo)準(zhǔn)的42只大鼠中隨機(jī)選取8只作為高脂模型組(HC組，n=8)，其余34只肥胖大鼠用于第二階段實(shí)驗(yàn)并被隨機(jī)分為4組:肥胖普通膳食安靜組（HNC組，n=8）、肥胖普通膳食運(yùn)動(dòng)組(HNE組，n=8)、肥胖高脂膳食安靜組（高HHC組，n=8）及肥胖高脂

5、膳食運(yùn)動(dòng)組(HHE組，n=10)，并進(jìn)行10周的實(shí)驗(yàn)干預(yù)。大鼠喂養(yǎng)分為普通飼料喂養(yǎng)與高脂飼料喂養(yǎng)，運(yùn)動(dòng)方式采用跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)。各階段實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每組隨機(jī)選取6只大鼠處死取血并檢測(cè)相關(guān)血液指標(biāo);組織學(xué)方法結(jié)合體視學(xué)原理檢測(cè)脂肪細(xì)胞的形態(tài)與數(shù)目;Western Blot檢測(cè)脂肪組織PPARγ、C/EBPα及Capase-3蛋白的表達(dá);RT-PCR檢測(cè)脂肪組織LPL mRNA、HSL mRNA和FAS mRNA的表達(dá)。
　　結(jié)果：(1)身體形

6、態(tài)學(xué)指標(biāo)
　?、倨胀ù笫?br>　　各組普通大鼠身長(zhǎng)均無(wú)顯著性差異。HC組大鼠體重、腹腔內(nèi)總脂肪量及Lee'S指數(shù)均顯著高于NC組及HE組。體脂百分比NC組顯著高于NE組（P＜0.01），HC組顯著高于HE組（P＜0.01）。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)能改變腹腔內(nèi)不同部位脂肪量構(gòu)成比。
　?、诜逝执笫?br>　　各組肥胖大鼠身長(zhǎng)均無(wú)顯著性差異。HHC組大鼠體重顯著高于HNC組（P＜0.01）及HHE組（P＜0.01），且HNC組顯著高于HN

7、E組（P＜0.01）。Lee'S指數(shù)HHC組顯著高于HHE組(P＜0.05)。腹腔內(nèi)總脂肪量及體脂百分比HNC組顯著高于相應(yīng)的HNE組，HHC組顯著高于相應(yīng)的HHE組。運(yùn)動(dòng)與膳食對(duì)腹腔內(nèi)不同部位脂肪量構(gòu)成比影響無(wú)差異。
　　(2)血液指標(biāo)
　?、倨胀ù笫?br>　　各組普通大鼠GLU均無(wú)顯著差異。血清INS、FFA、LDL、TNF-α及IL-6均表現(xiàn)為HC組顯著高于NC組及HE組。ISI及HDL則為HC組顯著低于NC組及HE

8、組。同時(shí)，HE組大鼠血清TC顯著高于HC組（P＜0.05）。
　?、诜逝执笫?br>　　各組肥胖大鼠血清GLU均無(wú)顯著差異。血清INS及FFA表現(xiàn)為HNC組顯著高于HNE組(P＜0.01)，HHC組顯著高于HHE組（P＜0.01）。TG、TNF-α及IL-6均表現(xiàn)為HHC組顯著高于HNC組及HHE組。ISI表現(xiàn)為HNE組顯著高于HNC組（P＜0.05），HHE組顯著高于HHC組（P＜0.05）。此外，HNE組HDL顯著高于HNC組

9、（P＜0.01）;HHC組LDL則顯著高于HHE組（P＜0.05）。
　　(3)脂肪細(xì)胞數(shù)目與平均直徑
　　①普通大鼠
　　腹腔內(nèi)脂肪細(xì)胞總數(shù)目HC組顯著高于NC組（P=0.05）。附睪脂肪細(xì)胞平均直徑HC組顯著大于HE組（P＜0.01）;腎周及腹后壁脂肪細(xì)胞平均直徑均表現(xiàn)為NC組顯著大于NE組（P＜0.05）及HE組(P＜0.01)，HC組顯著大于HE組（P＜0.01）。
　?、诜逝执笫?br>　　各組肥胖大鼠

10、附睪、腎周、腹后壁脂肪細(xì)胞數(shù)目及腹腔內(nèi)脂肪細(xì)胞總數(shù)目均無(wú)顯著性差異，且與HC組相比也無(wú)顯著性差異。各組肥胖大鼠附睪、腎周及腹后壁脂肪細(xì)胞平均直徑均表現(xiàn)為HNE組顯著小于HNC組，HHE組顯著小于HHC組及HNC組。
　　(4)蛋白檢測(cè)結(jié)果
　?、倨胀ù笫?br>　　PPARγ:附睪、腎周、腹后壁脂肪均為NE組及HC組顯著高于NC組;且腎周及腹后壁脂肪HC組均顯著高于相應(yīng)的HE組。C/EBPα:附睪脂肪HC組顯著高于NC組（P

11、＜0.05）;腎周脂肪NE組顯著高于NC組(P＜0.05)，HC組顯著高于NC組及HE組（P＜0.05）;腹后壁脂肪NE組顯著高于NC組（P＜0.05）。Caspase-3:附睪脂肪NE組顯著高于NC組（P＜0.05），HE組顯著高于HC組（P＜0.05）;腎周脂肪NE組顯著高于NC組（P＜0.05）。
　?、诜逝执笫?br>　　PPARγ:附睪及腹后壁脂肪各組間相比均無(wú)顯著性差異;腎周脂肪組織PPARγ蛋白表達(dá)量HHE組顯著高于

12、HNC、HNE及HHC組，且HHC組顯著高于HNC組。C/EBPα:附睪脂肪HHC組及HNE組顯著高于HNC組;腎周脂肪HNC組顯著低于HHC組（P＜0.01）且HHC組顯著低于HHE組（P＜0.01）;腹后壁脂肪HNC組顯著低于HHC組(P＜0.05)。Caspase-3:附睪及腹后壁脂肪各組間相比均無(wú)顯著性差異;腎周脂肪組織Caspase-3蛋白表達(dá)量HNE組高于HNC組（P＜0.01），HHE組高于HHC組（P＜0.01）。

13、>　　(5)基因檢測(cè)結(jié)果
　?、倨胀ù笫?br>　　LPL mRNA:附睪、腎周及腹后壁脂肪組織均表現(xiàn)為HC組顯著高于相應(yīng)的NC組，且NC組顯著高于相應(yīng)的NE組。HSL mRNA:附睪、腎周及腹后壁脂肪均表現(xiàn)為NE組顯著高于NC組，HE組顯著高于HC組。FAS mRNA:附睪、腎周及腹后壁脂肪均表現(xiàn)為HC組顯著高于NC組，且NC組顯著高于NE組，且附睪及腹后壁脂肪HC組均顯著高于相應(yīng)的HE組。
　?、诜逝执笫?br>　　LP

14、L mRNA:附睪、腎周及腹后壁脂肪均表現(xiàn)為HNE組顯著低于相應(yīng)的HNC組及HHE組;且腹后壁脂肪HHC組顯著高于HNC組。HSL mRNA:附睪、腎周及腹后壁脂肪均表現(xiàn)為HNE組顯著高于HNC組（P＜0.01），HHE組顯著高于HHC組（P＜0.01），HNE組顯著高于HHE組(P＜0.01)。FAS mRNA:附睪、腎周及腹后壁脂肪均表現(xiàn)為HNC組顯著高于HNE組(P＜0.01)，HHC組顯著高于HHE組（P＜0.01），HHC組顯

15、著高于HNC組(P＜0.01)。
　　研究二 高脂或運(yùn)動(dòng)干預(yù)后大鼠前脂肪細(xì)胞增殖分化能力體外研究
　　目的：觀察從運(yùn)動(dòng)或高脂膳食干預(yù)后的普通大鼠和肥胖大鼠附睪及腹后壁脂肪庫(kù)中提取的前脂肪細(xì)胞在原代培養(yǎng)中增殖分化能力的變化。
　　方法：實(shí)驗(yàn)分組同研究一，預(yù)處理大鼠每組2只，從附睪及腹后壁脂肪墊中提取前脂肪細(xì)胞進(jìn)行體外原代培養(yǎng)，細(xì)胞分組為:普通大鼠(NC組、NE組、HC組、HE組)及肥胖大鼠（HNC組、HNE組、HHC組、

16、HHE組）。上述各組前脂肪細(xì)胞傳代一次后，用血球計(jì)數(shù)板進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)，繪制生長(zhǎng)曲線，并計(jì)算前脂肪細(xì)胞群體倍增時(shí)間。
　　結(jié)果：①普通大鼠
　　附睪及腹后壁前脂肪細(xì)胞原代培養(yǎng)DT值均表現(xiàn)為NE組及HC組顯著低于NC組，且腹后壁前脂肪細(xì)胞原代培養(yǎng)DT值HE組顯著低于HC組。
　?、诜逝执笫?br>　　附睪及腹后壁前脂肪細(xì)胞原代培養(yǎng)DT值均為HNE組顯著低于HNC組，HHE組顯著低于HHC組，且附睪前脂肪細(xì)胞原代培養(yǎng)DT值HH

17、C組顯著低于HNC組。
　　全文結(jié)論：
　　(1)前脂肪細(xì)胞增殖分化能力在高脂膳食誘導(dǎo)肥胖形成及運(yùn)動(dòng)防治肥胖過(guò)程中均表現(xiàn)為增強(qiáng)，但其機(jī)制不同。高脂膳食誘導(dǎo)肥胖形成為代償機(jī)制，而運(yùn)動(dòng)防治肥胖中則為運(yùn)動(dòng)適應(yīng)機(jī)制;
　　(2)前脂肪細(xì)胞增殖分化主要通過(guò)影響脂肪細(xì)胞數(shù)目與脂肪細(xì)胞更新兩方面在肥胖形成與運(yùn)動(dòng)防治肥胖中發(fā)揮作用;
　　(3)脂肪細(xì)胞增殖分化可能在運(yùn)動(dòng)改善皮下/內(nèi)臟脂肪分布中發(fā)揮作用，其機(jī)制有待進(jìn)一步研究;