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基于PPARs信号通路探索CB1对脂质代谢的调节作用

2020-04-03 来源:个人技术集锦
国际医药卫生导报2017年第23卷第15期IMHGN,August 2017,Vo1.23 No.15 基 于PPARs信号通路探索CB 1对 质代谢的调节作用 脂 魏立雯王丕森赵明德古从伟韩建红袁章琴付陆 646000 泸州,西南医科大学(魏立雯、王丕森、赵明德、古从伟、韩建红、付陆); 215006 苏州大学附属第一医院骨科研究所(袁章琴) 通信作者:付陆,E—mail:flfyh@svcnlu.edu.cn DOI:10.3760/cma.j.issn.1007—1245.2017.15.004 【摘要】 目的研究CB1对PPARs信号通路在高脂饮食诱导肥胖小鼠脂质代谢的调节作用。方法 利莫那班降低了小 构建小鼠肥胖模型,观察给予CB1抑制剂利莫那班后小鼠体重、肝脏重量及血清生化指标的变化,并检 测CB1、PPAR d、PPAR B和PPAR 基因在各组织mRNA水平的表达情况。结果鼠的体重和肝脏重量(P<O.05);改善了血清生化指标(P<0.05);各组织中CB1基因mRNA水平 的表达降低(P<0.05);PPAR仅、PPAR 基因在皮下脂肪、内脏脂肪、肝脏组织mRNA水平的表达 显著增高 <0.05);PPAR B基因在各组织mRNA水平表达情况差异无统计学意义。结论CB1通过作 用于PPAR仅、PPAR 调节脂质代谢,为临床上脂质代谢紊乱的治疗提供了另一个可靠的理论依据。 【关键词】 CB1;利莫那班;PPARs;肥胖;脂质代谢 基金项目:四川省教育厅基金资助项目(14ZA0146);四川省泸州市一泸州医学院联合基金资助项 目(2013LZLY—J46) Cannabinoid receptor 1 in regulation of tipid metabolism through PPARs pathway Wei Liwen,Wang Pisen, ZhaoMingde,GuCongwei,HanJianhong,YuanZhangqin,FuLu Southwest Medical University,Luzhou 646000,China(Wei L Wang Ps.Zhao MD.Gu C Han JH,Fu L): Orthopaedic Institute,Department of Orthopaedics.First Hospital,Soochow University,Suzhou 215006,China (ruan Z Corresponding author:Fu Lu,E-mail:lffyh@swmu.edu.cn 【Abstract】Objective To study the role of cannabinoid receptor 1(cB 1)in the regulation of lipid metabolism through PPARs pathway in diet—induced obese mice.Methods The C57BL/6J male mice were induced with high-fat diet,and then we detected the effect of rimonabant on the body weight,liver weight,and biochemical indicators of the mice.The mRNA levels of CB 1,PPARct,PPARI3,and PPA in subcutaneous fat,visceral fat,skeletal muscle,liver,and heart were detected.Results Rimonabant could decrease the body weight,liver weight,and the mRNA levels of CB 1 signiifcantly(all P<0.05).It also ameliorated the serum levels of biochemical indicators <0.os).It increased the mRNA levels of PPARa nd aPPAR7 in subcutaneous atf,visceral fat,and liver.However,no statistical diferences in PPARI)were found in each tissue.Conclusions CB 1 plays a role in the regulation of lipid metabolism by controlling PPARct and PPAR7.It provides a reliable theoretical basis for the clinical treatment of lipid metabolism disorders. 【Key words】Cannabinoid receptor 1;Rimonabant;Peroxisome proliferators activated receptor;Obesity; Lipid metabolism Fund program:Project Supported by Fund of Sichuan Provincial Education Department(14ZA0146); Project Supported by Fund of Luzhou,Sichuan nd aLuzhou Medical College(20 1 3LZLY-J46) 肥胖已成为一个世界性的健康问题,脂肪的不 脂肪代谢、胰岛素抵抗及葡萄糖摄取等机制中发挥 合理沉积和过度增长导致肥胖n。。。。因此,深入了 着重要的作用 卅。过氧化物酶体增殖物激活受体 解脂质代谢的机制,对于改善人类健康具有重要的 (Peroxisome proliferators activated receptor,PPARs) 意义。大麻素受体(Cannabinoid receptor 1,CB1) 是脂肪细胞分化的关键基因,同时也在脂肪酸氧化 是内源性大麻素信号系统(EC)的主要受体,在 及脂质代谢中起重要作用[5-6]o有研究报导CB 1受体 2326 国际医药卫生导报2017年第23卷第15期IMHGN,Au ̄st 2017,Vo1.23 No.15 可激活PPARs,从而发挥其对代谢、内稳态、细胞 1_3.2 总RNA提取、反转录、qRT—PCR 使用 分化、炎症反应的调节作用 。 RNA提取试剂盒,提取组织总RNA。使用反转录试 为了更深入、更准确地了解脂质代谢的调节机 剂盒,将RNA反转录为eDNA。采用2。△ T法嘲, 制,本研究选用肥胖模型小鼠,给药CB1抑制剂利 以B—Actin和GAPDH作为内参基因,在荧光定量 莫那班(SR141716),探索CB1对PPARs的影响, PCR仪上检测CB1、PPAR仅、PPAR B和PPAR 为临床上肥胖症及脂质代谢紊乱的预防与治疗提供 基因在各组织中mRNA的表达量。根据NCBI提供 理论依据。 的上述基因的参考序列,设计引物(见表1)。按 1材料与方法 照SYBR ̄Premix Ex TaqTMⅡ试剂盒的使用说明书 操作,使用标准品作为板间对照,并设NTC,每个 1.1模型构建与试验分组选取70只5周龄健康 待测样3个重复。 雄性C57BL/6J小鼠,20只给予常规标准饲料饲养, 表1 qRT—PCR引物及内参序列 50只给予高脂饲料饲养,共饲养l6周。根据血清 基因 序列 产物长度(bp)Tm值(℃) 生化指标筛选构建成功的30只肥胖模型小鼠。从常 规标准饲料饲养组随机选取15只,为S-Veh组,将 3O只肥胖模型小鼠随机分为两组,分别为D—Veh组 和D—SR组。其中,S-Veh组为空白对照组,D—Veh 组为模型对照组,D—SR组为模型组。 1.2药物处理及采样所有试验组小鼠均饲养 于西南医科大学实验动物中心屏障系统内,温 度20℃~24℃,湿度40% 70%,光照时间为 08:0(0--20:00,自由饮水、饮食。对各组小鼠给予 不同液体灌胃。将利莫那班溶解在含0.1%Tween 80 1.4数据处理本试验所有数据以Mean±SE表示, 的蒸馏水中。S—Veh组和D—Veh组灌胃0.1%Tween 运用SPSS19.0分析处理,组间的差异比较采用单因 80,D—sR组灌胃利莫那班(10 mg・kg~・d。),每 素方差分析,P<0.05表示差异具有统计学意义。 日称取体重,共3周。实验结束后,处死小鼠,采 2结果 集血液及各组织,保存备用。 1.3检测项目与检测方法 2.1小鼠体重、肝脏重量的变化灌胃给药3周后, 1.3.1血清生化指标检测化学分析法,检测血清 发现3组小鼠的平均体重由灌胃前的(30.5±0.4)g TG、TC、HDL和LDL水平。ELISA法检测血清脂 (S-Veh组)、(40.6±O.3)g(D—Veh组)和(41.2± 联素和瘦素水平。 0.4)g(D—SR组)变化为(28.4±0.5)g(S-Veh组), (36.5±0.8)g(D—Veh组)和(30.3±1.2)g(D-SR l量vcr (a) (b) 图1 小鼠体重和肝脏重量的变化 2327 ,国际医药卫生导报2017年第23卷第15期IMHGN,August 2017,Vo1.23 No.15 ∞Ia誊_ Z 昌0三 Ia.I 0{_ 1 譬I Aa一 1I基 ;-l,  羞_O v2.3利莫那班对肥胖小鼠CB1基因mRNA表达水 组)。如图l(a1所示,与D—Veh组相比,D—sR组 小鼠体重显著降低 <0.01)。图l(b)所示,与D—Veh 平的影响qBT—PCR结果如图2所示,与D—Veh  组相比,D—SR组小鼠肝脏重量显著降低 <0.05)。 组相比,在D—SR组小鼠的皮下脂肪、内脏脂肪、2.2小鼠、血清生化指标的变化分析血清生化指 骨骼肌和肝脏组织中,利莫那班显著抑制了CB1基 01)。同时,CBI基因 标发现,与D—Veh组相比,D—sR组Tc和瘦素水平 因mRNA表达水平(P<0.显著降低(P<0.05),HDL和脂联素水平显著增高(户 mRNA表达水平在S-Veh组和D—Veh组小鼠的皮下 <0.05),而其他指标在两组间的差异无统计学意 脂肪、内脏脂肪、骨骼肌和肝脏组织中差异表达有 义(P>0.05)见表2。 统计学意义 <0.05)。而在各组小鼠心脏组织中 CB1基因mRNA有表达,但表达量 S一、 h D.Vleh D.SR 差异无统计学意义(P>0.05)。 2.4 PPAR仅、PPAR B、PPAR^y基 因mRNA表达水平的变化如图3 所示,与D—Veh组比较,D—SR组 PPAR o【的mRNA表达量在皮下脂 肪、内脏脂肪、肝脏显著增高,差 异有统计学意义(P<0.05),而在 骨骼肌、心脏组织中表达量差异无 统计学意义(P>0.05)。PPAR 的mRNA表达量在D—SR组小鼠皮 . . 下脂肪组织中显著增高,差异有统 计学意义(P<0.05),内脏脂肪、 骨骼肌、肝脏、心脏组织中PPAR 的mRNA表达量差异无统计学意义 (P>0.05)。同时两组间PPAR B 的mRNA表达量在各组织中表达量 差异无统计学意义(P>0.05)。 匠岛圈D-、 b仰 R“ D-S PflARn 3讨论 目衄D-Veh厂plpARg D-SWPPAR ̄ D-VelvTPARy D-SR/PPART 大麻素受体1(CB1)是脂质 类信号系统内源性大麻素信号系统 (EC)的主要受体,在脂肪代谢、 炎症反应、胰岛素抵抗、食欲控制及 注:同上 /// 表2血清生化指标的变化葡萄糖摄取等机制中发挥着重要的 作用口“9-1o]。利莫那班是CB1受体 抑制剂,通过选择性阻断EC系统中 CB1受体发挥作用[11-12]。PPARs是一 类由配体激活的核转录因子,主要有 ( ±s) 图3 PPAR 、PPAR 、PPAR mRNA表达水平的变化 2328 国际医药卫生导报2017年第23卷第15期IMHGN,August 2017,Vo1.23 No.15 3种亚型,即PPAR o【、p和 [13-15]o PPARs参与调 中国公共卫生,2011,27(7):859—861. Matias I,Gonthier MP,Orlando P,et a1.Regulation,function,and dysregulation of endocannabinoids in models of adipose and beta— 节脂质代谢、糖代谢、脂肪细胞分化、能量平衡、 炎症反应和动脉粥样硬化等过程[5-6]o Kozak KR等 首次提出大麻素与PPARs相互作用,激活PPARs。 近些年,研究数据证实多种大麻素类物质通过作用 于cB受体,调控PPAR 、p、^y的表达,起到对 脂肪细胞分化和脂质代谢的调节作用 ,17-181。前期 pancreatic cells and in obesity and hyperglycemia[J].J Clin Endocrinol Metab 2006.91f8):3171-3180. 张方.与肝脏脂质代谢异常相关的转录因子的研究进展lJ1.现代临床 医学.2014,40f3):163—166. DOI:10.11851/i.issn.1673—1557.2014.03.001. 董琳,吴涛,杨志秋,等.核受体与脂质代谢叭生命科学,2009, 21(3):425—429. O’Sullivan SE.Cannabinoids go nuclear:evidence for activation of 研究在体外细胞水平证实CB1具有调控脂质代谢和 脂肪沉积的作用,同时也发现PPAR仅也可能参与 这一过程[19]o本实验通过构建C57BL/6J小鼠肥胖 peroxisome proliferator—activated receptors[J].Br J Pharmacol,2007, 152(5):576—582. [8】Vandesompele J,De Preter K,Pattyn F,et a1.Accurate normalization of 模型,灌胃CB1抑制剂利莫那班,观察利莫那班作 用于CB1受体后,对外周组织中PPAR13/.、B和^y mRNA表达水平的影响。结果显示利莫那班抑制了 CB1的表达,降低了小鼠的体重和肝脏重量;一定程 度上改善了血清生化指标。本实验研究结果与利莫 那班能够降低体重,也可以通过降低Tc,增高HDL/研 刀  LDL比值改善血脂异常状况的结论基本一致[20]o但是, 并没有明显改善血清TG和LDL。另外,CB1受抑制 后上调了PPARd在小鼠皮下脂肪、内脏脂肪、肝 脏组织以及PPAR^y在小鼠皮下脂肪组织mRNA水 平上的表达。 Braissant O等口 研究表明PPAR B在体内组织 广泛分布,表达量高于PPAR 、PPAR^y。本研究 结果与此不同,PPARB在各组织mRNA水平表达 量不全高于PPAR仅、PPAR^y;在D—Veh组和D—SR 组两组间PPAR B表达量无差异(P>0.05)。进一步, 我们得出结论,CB1调控PPAR o/.、PPAR mRNA 水平的表达,在肥胖和脂质代谢紊乱的调控中起重 要作用。关于CB1是否调控PPARB的表达,尚需 进一步研究证实。 4结论 本研究结论证实CB1通过作用于PPAR 0【、 PPAR^y发挥对脂质代谢的调节作用,减轻体重、肝 脏重量,改善血清TC、HDL、脂联素和瘦素水平, 为临床上治疗肥胖和脂质代谢紊乱提供了另一个可 靠的理论依据。 参考文献 [1]杨艳丽.肥胖研究进展 .济宁医学院学报,2012,35(1):64-66. DOI:10.3969/j.issn.1000—9760.2012.01.021. [2]窦京涛,孙启虹.肥胖、胰岛素抵抗与代谢综合征[JI.内科理论与实践, 2012.7(4):241—244. DOI:10.3969/j.issn.1673—6087.2012.04.001. 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