MOTS-c對(duì)OVX小鼠脂代謝異常和骨丟失的保護(hù)效能與機(jī)制研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，生活和醫(yī)療水平的提高，女性的平均壽命逐漸延長(zhǎng)，越來(lái)越多的女性步入老齡化，絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松和肥胖這兩種女性常見(jiàn)的退行性疾病的發(fā)病率日益增多，伴隨骨折、胰島素抵抗及2型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)顯著增高，嚴(yán)重影響了絕經(jīng)后婦女的身體健康和生活質(zhì)量。因此婦女絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松和肥胖的預(yù)防及治療已成為當(dāng)今全球醫(yī)學(xué)研究的重要領(lǐng)域。
　　婦女絕經(jīng)后最顯著的特點(diǎn)是雌激素水平降低。一方面，絕經(jīng)期激素環(huán)境的變化導(dǎo)致機(jī)體成分和脂肪分布的改變。卵巢功能的丟失促

2、進(jìn)飲食依賴脂肪組織面積的增加和伴隨的代謝綜合癥，導(dǎo)致脂肪細(xì)胞肥大、脂代謝紊亂及脂肪組織的炎癥，形成脂肪肝。另一方面，雌激素減少促進(jìn)RANKL（NF-κB受體活化因子配體）誘導(dǎo)破骨細(xì)胞的分化，破骨細(xì)胞凋亡減少，破骨細(xì)胞數(shù)目明顯增多，促進(jìn)骨吸收；同時(shí)，成骨細(xì)胞生成減少，成骨細(xì)胞凋亡增加；骨髓基質(zhì)細(xì)胞和成骨細(xì)胞上OPG（骨保護(hù)素）表達(dá)降低，RANKL表達(dá)升高，導(dǎo)致骨吸收增加，最終調(diào)控體內(nèi)骨形成與骨吸收之間的動(dòng)態(tài)平衡打破，導(dǎo)致絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的發(fā)

3、生。
　　研究表明，AMPK（腺苷酸活化蛋白激酶）參與對(duì)脂肪細(xì)胞脂代謝的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)脂肪的生成，調(diào)控脂肪細(xì)胞因子和炎癥，活化AMPK抑制脂肪組織的炎癥，進(jìn)一步增加胰島素敏感性，改善胰島素抵抗。同時(shí)，新的研究表明，AMPK信號(hào)通路在骨生理發(fā)揮重要作用。體內(nèi)活化AMPK抑制破骨細(xì)胞分化，促進(jìn)骨形成，改善骨質(zhì)疏松。
　　Leeetal等人明確了一個(gè)新的有生物活性的線粒體來(lái)源的肽MOTS-c，該肽為16個(gè)氨基酸，在線粒體基因組編碼；M

4、OTS-c靶組織為肌肉，通過(guò)葉酸嘌呤通路調(diào)節(jié)代謝；MOTS-c通過(guò)AMPK調(diào)節(jié)胰島素敏感性和代謝穩(wěn)態(tài)，阻止年齡依賴和高脂飲食誘導(dǎo)的胰島素抵抗以及飲食誘導(dǎo)的肥胖。
　　目的：
　?、偬接慚OTS-c在OVX小鼠體內(nèi)是否改善脂代謝紊亂、脂肪肝等代謝綜合癥；
　?、谔接慚OTS-c在OVX小鼠體內(nèi)是否減少骨丟失以及對(duì)破骨細(xì)胞分化和成骨細(xì)胞分化的影響；
　?、坳U明MOTS-c作用的分子機(jī)制。
　　方法和結(jié)果：

5、>　?、俳HAM、OVX及OVX+MOTS-c三組，術(shù)后第二天腹腔注射給藥，5mg/kg,1次/天，觀察MOTS-c對(duì)機(jī)體整體作用。結(jié)果顯示，OVX術(shù)后12周子宮萎縮，重量減輕，OVX模型建立成功。同時(shí)，與 OVX組比較，MOTS-c給藥組小鼠體重減輕、攝食增加，表明MOTS-c在體內(nèi)發(fā)揮作用。
　?、贛OTS-c對(duì)OVX小鼠脂代謝異常改善作用。代謝指標(biāo)及組織學(xué)觀察：結(jié)果表明，與OVX比較，MOTS-c減少棕色脂肪、內(nèi)臟脂肪及

6、皮下脂肪脂滴的大小，減輕肝臟脂滴堆積，改善脂肪肝。同時(shí)，MOTS-c組葡萄糖注射30min后血糖以及甘油三酯、游離脂肪酸明顯低于OVX組。此外，MOTS-c保護(hù)線粒體微細(xì)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)線粒體產(chǎn)熱。
　?、跰OTS-c對(duì)OVX小鼠脂代謝異常保護(hù)作用的機(jī)制研究。內(nèi)臟脂肪和棕色脂肪檢測(cè)p-AMPK的表達(dá)。結(jié)果表明，OVX后棕色脂肪和內(nèi)臟脂肪p-AMPK的表達(dá)均減弱，MOTS-c治療后p-AMPK的表達(dá)均上調(diào)。建立MEF向脂肪細(xì)胞分化模型，M

7、OTS-c干預(yù)以及加Compound C（AMPK抑制劑）后觀察p-AMPK的表達(dá)。結(jié)果表明，MOTS-c干預(yù)p-AMPK的表達(dá)上調(diào)，但Compound C干預(yù)后p-AMPK的表達(dá)減弱。觀察MEF細(xì)胞在胰島素、棕櫚酸、雌激素受體抑制劑、MOTS-c以及Compound C作用后p-AKT的表達(dá)的變化。結(jié)果表明，胰島素干預(yù)后p-AK T表達(dá)較對(duì)照組明顯增加，加棕櫚酸后p-AKT表達(dá)較加胰島素組明顯減弱，在此基礎(chǔ)上再加入雌激素受體抑制劑后，

8、p-AKT表達(dá)減弱較棕櫚酸組更為明顯。然而，當(dāng)加入MOTS-c10μM后，p-AKT蛋白表達(dá)明顯高于雌激素受體抑制劑組，再加入AMPK抑制劑Compound C后p-AKT蛋白表達(dá)較MOTS-c組顯著降低。
　　④MOTS-c減少OVX小鼠骨丟失。Micro-CT及骨組織切片HE、TRAP染色。結(jié)果表明 OVX術(shù)后12周骨丟失模型建立成功，與OVX組比較，MOTS-c給藥組BMD、Tb.Th.、Tb.N.及BV/TV較OVX組顯著

9、升高。
　　⑤MOTS-c抑制BMMs向破骨細(xì)胞分化。MOTS-c干預(yù)BMMs向破骨細(xì)胞分化以及小鼠間充質(zhì)干細(xì)胞系C3H10T1/2向成骨分化。結(jié)果表明MO TS-c抑制BMMs向破骨細(xì)胞分化，但對(duì)C3H10T1/2向成骨分化作用不明顯。
　?、轒OTS-c抑制BMMs向破骨細(xì)胞分化的分子機(jī)制研究。流式細(xì)胞儀觀察MOTS-c對(duì)BMMs向破骨細(xì)胞分化胞內(nèi)ROS產(chǎn)生的影響。結(jié)果表明MOTS-c減少胞內(nèi)ROS產(chǎn)生。MOTS-c干預(yù)

10、BMMs向破骨細(xì)胞分化，觀察p-AMPK表達(dá)。同時(shí)， MOTS-c干預(yù)BMMs向破骨細(xì)胞分化同時(shí)加入Compound C，觀察是否減弱MOTS-c對(duì)破骨細(xì)胞分化抑制作用。結(jié)果表明，與對(duì)照組比較，MOTS-c給藥組 p-AMPK表達(dá)明顯增加，表明MOTS-c通過(guò)激活A(yù)MPK抑制破骨細(xì)胞分化。Compound C組破骨細(xì)胞形成的數(shù)目和面積較MOTS-c組明顯增多，驗(yàn)證MOTS-c通過(guò)激活A(yù)MPK抑制破骨細(xì)胞分化。
　　結(jié)論：