miR-378转基因小鼠骨骼肌组织的代谢表型分析

骨骼肌是机体最大的代谢器官,对机体代谢稳态有重要调控功能。该课题组前期工作发现miR-378可以调控机体能量代谢稳态,为探究过表达miR-378对骨骼肌组织代谢的影响,该研究利用核磁共振技术系统分析了miR-378转基因小鼠及同窝的野生型对照小鼠骨骼肌组织的代谢谱差异。研究结果显示, miR-378对骨骼肌代谢有重要调控功能,过表达miR-378使骨骼肌组织肌酸、氨基酸代谢物(谷氨酸、谷氨酰胺)及核酸代谢物(次黄嘌呤)增多,而乳酸、磷酸肌酸、甘油等代谢产物明显减少,提示miR-378转基因小鼠骨骼肌处于能量匮乏状态。进一步对AMPK信号通路相关蛋白的分析表明,miR-378转基因小鼠骨骼肌组织AMPKa及ACC磷酸化水平增加, AMPKa的激活进一步支持miR-378过表达导致骨骼肌组织能量不足。以上结果提示, miR-378对骨骼肌组织代谢有重要调控功能。     

冷驯化条件下中缅树鼩脂肪组织代谢产物的变化

为探究冷驯化条件下中缅树鼩（Tupaia belangeri）白色脂肪组织（WAT）和褐色脂肪组织（BAT）的差异代谢物变化,本研究采集对照组和冷驯化28天组中缅树鼩的WAT和BAT,采用非靶向代谢组液相色谱—质谱联用检测技术分析其差异代谢物含量变化。结果表明,冷驯化组较对照组WAT中有7种差异代谢物显著上调;BAT中有25种差异代谢物,其中23种差异代谢物显著上调,2种差异代谢物显著下调,主要参与三羧酸循环、脂类代谢、氨基酸代谢和糖代谢等。以上结果说明中缅树鼩通过利用脂肪组织的不同差异代谢物来抵御低温环境,提高生存率。     

冷刺激对小鼠脂肪组织褐色化和脂代谢的影响

目的:探讨4摄氏度冷刺激对小鼠脂肪组织褐色化的影响。方法:野生型小鼠在4摄氏度环境下饲养一周,称取小鼠重量并取不同的脂肪组织固定,进行HE染色;对血液中甘油三酯、脂肪酸的水平进行检测;检测不同脂肪组织中脂肪含量和相关蛋白的表达水平。结果:野生型小鼠在4℃环境下饲养一周后体重明显降低。血液中甘油三酯、脂肪酸和甘油的水平明显下降。皮下白色脂肪组织(subcutaneous white adipose tissue, SWAT),腹腔生殖腺旁白色脂肪(gonadal visceral white adipose tissue, GWAT)和褐色脂肪(brown adipose tissue, BAT)中的脂肪含量明显降低,其中SWAT和BAT中脂肪含量降低近50%。SWAT发生明显的褐色化现象,组织中出现含有多个脂滴的脂肪细胞,同时褐色化的标志蛋白UCP1(uncoupling protein 1)和Cidea明显增加。GWAT中脂滴仍呈现单室大脂滴,脂肪细胞变小,脂肪积累降低约14%,低于SWAT和BAT中的相应变化。BAT组织中脂滴明显变小,UCP1的表达明显增加。同时我们在三种脂肪组织中都观察到线粒体相关蛋白CPT1 (Carnitine palmitoyltransferase I)的明显增加。结论:冷刺激能明显改变小鼠的脂代谢状态,全身的脂肪积累明显降低。SWAT发生明显的褐色化现象,Cidea和UCP1的表达明显增加。SWAT, GWAT和BAT脂肪组织中有明显的线粒体活性的增加。     

阿尔茨海默病转基因模型Tg2576小鼠血清的代谢组学研究

目的 Tg2576转基因小鼠与阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)患者的病理改变相近,本文动态研究了Tg2576小鼠在AD发病不同阶段的血清代谢物特征,为临床AD的早期诊断提供代谢依据。方法收集Tg2576小鼠在AD发病初期(6个月)和末期(12个月)时的血清样本,采集样本的1HNMR谱并运用多变量分析方法进行代谢特征的分析。结果结果显示Tg2576与C57小鼠分别在6和12个月时的血清代谢特征有明显差异,且不同AD发病阶段的Tg2576小鼠具有明显的代谢差异。与C57小鼠相比,在AD出现的初期阶段,Tg2576小鼠血清中乳酸、肌醇和氨基酸(如亮氨酸、异亮氨酸、丙氨酸)的含量升高,而脂质、胆碱、磷脂酰胆碱/甘油磷脂酰胆碱、甜菜碱、甘氨酸和葡萄糖含量降低;在AD发病的末期,血清中乳酸、肌醇和丙氨酸的含量继续上升,脂质、胆碱、磷脂酰胆碱/甘油磷脂酰胆碱、甜菜碱和甘氨酸含量持续降低,同时谷氨酸和肌酸含量初步显示出下降趋势。通过比较AD的初期和末期血清代谢物,我们能够发现疾病末期血清中乳酸、肌醇和丙氨酸含量升高,脂质、胆碱、磷脂酰胆碱、甘油磷脂酰胆碱含量降低。在这些代谢物中,乳酸、脂质、胆碱、磷脂酰胆碱和甘油磷脂酰胆碱在AD发生初期已具有显著性变化,且与AD发生的严重程度密切相关。结论结果表明Tg2576小鼠中乳酸与阿尔茨海默病程度的加重呈正相关变化,而脂质、胆碱、磷脂酰胆碱和甘油磷脂酰胆碱呈负相关改变,且这些代谢物随着疾病的发展呈动态进行性变化,可能是AD早期诊断的重要代谢标志物。     

mTOR信号通路对脂肪生成的调控作用

脂肪组织是一种主要的能量储存和内分泌器官。脂肪生成是一系列复杂的细胞分化过程,受到细胞营养水平、激素和代谢物等调节。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin, mTOR)复合物包括哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合体1(mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1)和mTORC2两种蛋白质复合体。mTOR复合物含有的脂质激酶样域奠定了mTOR通路调控脂肪生成的基础。对mTORC1和mTORC2的部分组成蛋白质研究也验证了mTOR调控成脂的功能。基于前期的研究,我们综述了miR-199a-3p、miR-103、miR-188、68 kD有丝分裂中的Src相关底物(Src-associated substrate in mitosis of 68 kD,Sam68)、内皮抑素等物质通过mTORC1和mTORC2蛋白质复合体调控脂肪生成的机制。同时,进一步构建了包括胰岛素/IGF通路、PI3K-AKT通路、氨基酸通路、AMPK通路、cAMP通路、cGMP通路、NOTCH通路以及影响上述通路的bta-miR-150、4-O-甲基蔗糖和多种蛋白质在内的mTOR信号通路调控脂肪生成的网络。本文主要综述了mTOR复合物的特性和mTOR通路调控脂肪生成方面的最新研究进展,指出mTORC2具有调控脂质摄取和脂质分解的作用,调控mTORC1功能的作用,但是有关mTORC2的研究相对mTORC1较少,因此,对脂肪生成和脂质代谢的进一步研究需要集中于mTORC2。     

肥胖状态下脂肪组织线粒体功能紊乱与运动调控

线粒体在包括脂肪组织在内的新陈代谢器官中扮演重要角色。脂肪组织包括白色脂肪组织(white adipose tissue, WAT)和棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT),这两种组织功能相反。白色脂肪组织储存多余的能量,棕色脂肪组织则通过线粒体进行非颤栗性产热来消耗能量。在受到寒冷时、β-肾上腺素能受体激动剂或运动刺激时,白色脂肪组织棕色化形成形态与功能类似棕色脂肪细胞的米色脂肪细胞。在脂肪细胞中,线粒体调节脂肪细胞分化、脂质稳态、支链氨基酸代谢、产热作用以及白色脂肪组织棕色化,因此高活性的线粒体对于脂肪细胞的功能至关重要。研究表明,脂肪组织线粒体功能障碍与肥胖和2型糖尿病等代谢性疾病高度相关。肥胖时线粒体功能紊乱,表现为线粒体生物合成和活性降低、活性氧产生过量以及自噬增加,从而对脂肪组织功能产生不利影响。因此,调节脂肪组织线粒体功能的干预措施将有助于治疗肥胖。研究发现,运动是预防和改善肥胖的重要方法,通过增加线粒体生物合成和活性,改善脂肪组织氧化应激并抑制自噬,从而促进机体代谢。本文深入探讨了脂肪组织线粒体的功能、线粒体紊乱的表现形式以及运动的调控效应,将加深对运动减肥的理解与认识,同时为肥胖症的治疗提供新的方向和思路。     

miRNAs与脂蛋白酯酶

miRNAs是一类具有调控基因功能的非编码RNAs,它在细胞核中合成,可转运至细胞质,调控脂质代谢相关性疾病的发生发展。脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase,LPL)作为甘油三酯水解的限速酶,由心肌、脂肪、骨骼肌、乳腺及巨噬细胞等实质细胞合成和分泌,在脂蛋白转运和脂质代谢过程中发挥重要作用。近期研究证实多种miRNAs,包括miR-29、miR-467b、miR-590、miR-27、miR-134和miR-186,可通过调控脂蛋白酯酶LPL的表达,进而影响脂质代谢。为了深入探讨miRNAs对LPL的影响,本文以miRNAs对LPL的调控作用进行综述,期望以miRNAs为靶点,为脂质代谢相关性疾病的防治提供治疗方案。     

microRNAs——脂质代谢调控新机制

综述了近年来microRNAs,尤其是miR-33在脂质代谢调控方面的功能研究进展.脂质代谢在细胞水平进行有规律的调控,主要参与者有肝X受体(LXRs)和固醇调节元件结合蛋白(SREBPs)等.最近研究发现,非编码RNAs家族成员microRNAs在转录后水平调节脂质代谢相关基因表达,参与胆固醇、甘油三酯和脂肪酸代谢.其中miR-33可靶向沉默三磷酸脂苷结合盒(ABC)转运体家族成员ABCA1和ABCG1,抑制胆固醇流出和高密度脂蛋白(HDL)合成;通过靶向沉默脂肪酸β-氧化相关基因,如CPT1A、CROT和HADHB表达,抑制脂肪酸氧化;还可沉默AMPK和RIP140的表达,影响甘油三酯代谢.其他microRNAs如miR-122、miR-370、miR-125a-5p、miR-27、miR-320等,也参与调控胆固醇、甘油三脂、脂肪酸代谢及脂肪细胞分化.     

利用RNA-seq技术筛选大白猪皮下和肌内脂肪组织差异表达基因

为了比较分析大白猪皮下和肌内脂肪组织的全转录组数据,探究调控脂肪沉积的分子机制,本文采用RNA-seq技术和生物信息学方法鉴定大白猪皮下和肌内脂肪组织基因表达谱,对差异表达基因进行GO(Gene Ontology)分析、信号通路富集分析以及蛋白互作网络分析。大白猪皮下和肌内脂肪组织中有180个基因差异表达,上调基因主要参与细胞增殖、脂质激酶活性和磷脂代谢等与脂质代谢相关的生物学过程正调控,下调基因显著富集于脂肪细胞分化中起重要调控作用的MAPK信号转导通路。差异表达基因主要通过参与脂质代谢及通过MAPK信号转导通路调控脂肪细胞成脂分化,进而影响大白猪皮下和肌内脂肪的沉积。     

不同脂肪组织与动脉粥样硬化关系的研究进展

动脉粥样硬化是一种复杂的心血管疾病,由动脉内部脂质代谢紊乱和炎症引起,目前仍是全球死亡的主要原因之一。而肥胖引起的脂肪组织功能障碍能够诱发血脂异常、激活血管炎症,促进动脉粥样硬化的发生。脂肪组织包括白色脂肪组织(white adipose tissue, WAT)、棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)和血管周围脂肪组织(perivascular adipose tissue, PVAT)。不同类型的脂肪组织对于动脉粥样硬化的发生具有不同的调节作用。肥胖时,WAT释放脂肪酸增加,BAT和胸主动脉PVAT脂质燃烧减少,导致高脂血症,诱导动脉粥样硬化的发生;此外,肥胖时WAT和腹主动脉PVAT释放促炎因子,进一步促进动脉粥样硬化的发生。为了抵抗动脉粥样硬化的发展,减少WAT和腹主动脉PVAT中促炎因子、脂肪酸的释放,或通过激活BAT和胸主动脉PVAT促进WAT棕色化来增加脂肪酸燃烧的策略可能是最有效的。综上所述,在肥胖状态下,减少炎症和增加脂质燃烧的联合治疗可能是抑制动脉粥样硬化有效的方法。该文就不同脂肪组织在动脉粥样硬化发展中的独特作用,以及如何靶向这些脂肪组织以减少动脉粥样硬化的发生进行综述。     

α-核突触蛋白基因突变小鼠脑组织中内源性代谢产物的变化

目的:明确α-核突触蛋白与帕金森病的病理生理相关性及其临床意义。方法:采用相色谱-质谱联用(UPLC-MS)检测野生型小鼠和基因突变型小鼠脑组织中内源性代谢性产物,通过mzcloud法对小鼠脑组织中内源性代谢物质进行鉴定,将相应数据进行主成分分析(PCA)和聚类分析,分析其相关差异表达代谢物,并构建通路图和互作网络图。结果:(1)基于LC/MS法的代谢组分析结果显示两组间差异代谢物以氨基酸类及磷脂类等为主,包括β-丙氨酰-L-组氨酸、L-精氨酸、L-组氨酸、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-缬氨酸、L-天门冬氨酸、L-丙氨酸、磷脂酰胆碱等;(2)构建的代谢通路主要涉及酮体的合成和降解、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢等,从中发现18个具有标志性的代谢成分。结论:α-核突触蛋白基因突变后,酮体的合成和降解、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、组氨酸代谢、苯丙氨酸代谢、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢等代谢通路发生了变化,涉及β-丙氨酰-L-组氨酸、L-精氨酸、L-组氨酸、L-亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-缬氨酸、L-天门冬氨酸、L-丙氨酸、磷脂酰胆碱等的生物学标志性代谢产物变化。     

MiR-125a-5p抑制3T3-L1前体脂肪细胞分化

MicroRNAs(miRNAs) 是一类在脂肪组织发育中发挥重要作用的小非编码RNA. 为探明miR-125a-5p在3T3-L1前体脂肪细胞中的作用,采用实时qPCR检测了miR-125a-5p在小鼠各组织及3T3-L1前体脂肪细胞分化过程中的表达|使用经化学修饰的miR-125a-5p模拟物agomir及抑制剂antagomir转染3T3-L1前体脂肪细胞,采用实时qPCR 和 Western印迹检测成脂标志基因Pparγ和aP2的表达,油红O染色观察脂肪细胞脂质积累. 结果显示,miR-125-5p在小鼠脂肪组织中高丰度表达,在3T3-L1前体脂肪细胞分化过程中表达下降.过表达miR-125a-5p,与对照组相比,成脂标志基因Pparγ和aP2在mRNA和蛋白质水平均明显下降|油红O染色及定量结果显示脂质积累减少. 抑制剂处理结果显示,Pparγ和aP2在mRNA和蛋白质水平均有不同程度上升,但油红O染色及定量结果差异不显著. 以上结果表明,miR-125a-5p在脂肪细胞分化中发挥负调控作用.     

脂肪组织功能失调在动脉血栓相关疾病中的作用

肥胖与代谢综合征是传统心血管疾病的危险因素。多项临床研究表明,肥胖也会增加患血栓性疾病(如急性心肌梗死和脑卒中)的风险。脂肪组织与血小板反应性增加和高凝状态形成以及纤溶功能降低等存在着重要联系。脂肪组织还是一个高度活跃的内分泌器官,其表达和分泌具有重要功能的脂肪因子和脂质代谢物参与调控全身代谢。深入地了解脂肪组织的内分泌功能将有助于对心脑血管疾病进行精准的治疗。本篇文章将重点介绍肥胖状态下脂肪组织功能失调在血小板反应性和动脉血栓性疾病发病中的作用及其可能的机制。     

miR-223的表达调控及生物功能研究进展

microRNA (miRNA)是一类非编码的单链小RNA分子,能够调控靶基因表达,对各种生物过程发挥重要的作用。miR-223是一种高度保守的miRNA,在多种组织、细胞中均有表达,并且其表达受到CEBPA和NFIA等重要转录因子的调控。miR-223对肝脏、脂肪组织和血液中的脂质代谢,如脂蛋白吸收、类固醇生成和脂肪酸去饱和等过程起调控作用;另外,它还对造血、癌症发生、炎症以及其他一些重要生物过程起调控作用。对其进行深入研究可以为脂质代谢疾病、血液病和癌症的治疗提供一个新思路,同时,有助于对调控家禽肝脏脂质代谢和控制卵黄脂质沉积,从而改善家禽脂肪肝和蛋黄品质提出新的策略。     

细胞外腺苷介导核苷转运体ENT1阻断cA MP/p-PKA信号通路抑制肝脏糖异生

糖尿病的关键特征是葡萄糖和脂质代谢紊乱。目前,糖尿病已成为沉重的全球疾病负担。越来越多的证据表明,腺苷系统在调节胰岛素和葡萄糖平衡中发挥关键作用。腺苷是一种重要的细胞代谢调节剂,通过激活G蛋白偶联受体和核苷转运体参与能量代谢、免疫调节、氧化应激等多个生理病理过程。然而,腺苷在肝脏糖异生调控中的角色尚未被阐明。该文从多层面验证了腺苷通过核苷转运体(equilibrative nucleoside transporter, ENT)转运入胞内后对胰高血糖素刺激引起的肝脏糖异生通路的影响。结果显示,在体内模型中,外源性腺苷显著抑制小鼠血糖升高。在细胞模型中,腺苷以剂量依赖的方式抑制肝脏糖异生进而降低葡萄糖输出水平,且无细胞毒性。肝脏组织及细胞中ENT广泛表达,其中1型核苷转运体(equilibrative nucleoside transporter 1, ENT1)介导了腺苷抑制的肝糖输出。此外,腺苷介导的糖异生抑制并非依赖于AMP依赖的蛋白激酶[adenosine 5’-monophosphate (AMP)-activated protein kinase, AMPK]通路的激活。最后...     

冷驯化对中缅树鼩PPARα、COXⅡ及PGC-1α基因表达量的影响

为了研究冷驯化条件下中缅树鼩Tupaia belangeri的脂肪组织是否会转化,本研究测定了冷驯化条件下中缅树鼩脂肪组织质量,脂肪转化因子过氧化物酶体增殖激活受体α(PPARα)、环氧化酶-2(COXⅡ)及过氧化物酶体增殖物受体γ共激活因子1α(PGC-1α)基因表达量的变化。结果表明:中缅树鼩冷驯化组无论是褐色脂肪组织(BAT)质量,还是大网膜白色脂肪组织(WAT)质量均较对照组显著增加(P0.01),脂肪转化因子PPARα、COXⅡ及PGC-1α基因表达量也显著上调(P0.01)。以上结果说明中缅树鼩WAT中PPARα、COXⅡ、PGC-1α基因表达量的增加可能诱导了WAT细胞褐变,进而向BAT细胞转化和提高BAT中解偶联蛋白1的表达。     

高原鼠兔褐色脂肪组织成分及功能的季节动态

本文研究了高原鼠兔(Ochotona curzoniae)褐色脂肪组织(BAT)的化学组成及BAT线粒体蛋白含量的季节性变化。结果表明:BAT脂肪含量春季最高,夏季最低;水分含量则夏季显著高于春冬季,蛋白含量冬季最高,夏季较低;BAT线粒体蛋白含量春冬季高于夏秋季。在季节性环境驯化过程中,随着温度降低,BAT功能活性增强,有利于动物的生存适应。     

pCAGGs-miR-483重组质粒构建及miR-483转基因小鼠模型的建立

miR-483是近年发现的一种编码于胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor2,Igf2)基因第2内含子的microRNA.研究表明,高脂饮食诱导的肥胖动物的心脏、肝脏及肝、肾肿瘤组织中miR-483表达异常,但其生物学功能尚待研究.建立稳定表达miR-483并能够传代的miR-483转基因小鼠是研究其功能的重要环节.利用特异miR-483克隆引物,以小鼠基因组为模版,经PCR获得pre-miR-483片段,通过重组构建pCAGG-miR-483重组质粒.该质粒可在真核细胞中稳定表达成熟miR-483.再利用原核显微注射法建立miR-483过表达转基因小鼠.利用实时PCR检测各组织miR-483含量.结果显示,miR-483转基因小鼠心肌、骨骼肌、肝脏等组织可过表达成熟miR-483.此外,miR-483转基因过表达小鼠较野生型小鼠体重降低,提示miR-483可能在发育、代谢等方面具有调节作用.miR-483转基因小鼠模型的建立为microRNA功能研究提供了在体研究的平台.     

暖温经历对雌性黑线仓鼠能量代谢、产热和体脂含量的影响

能量代谢的生理调节是小型哺乳动物应对不同环境温度的重要策略之一,为探讨暖温下代谢产热在体重和体脂适应性调节中的作用和机理,本研究将雌性黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)暴露于暖温(30°C)1个月、3个月和4个月,测定体重、摄入能、代谢产热、体脂含量、褐色脂肪组织(BAT)细胞色素c氧化酶(COX)活性和解偶联蛋1 (UCP1) mRNA表达等。结果显示,暖温对黑线仓鼠体重无显著影响,但使脂肪含量显著增加。与室温组相比(21°C),暖温组消化率显著升高,但摄入能和消化能显著降低;暖温下非颤抖性产热(NST)显著降低,脑、肝脏和心脏COX活性、BAT COX活性和UCP1 mRNA的表达显著下调。结果表明,暖温下降低代谢产热补偿了能量摄入的减少,机体处于正能量平衡状态,是脂肪含量显著增加的主要原因之一。脑、肝脏、心脏和BAT代谢活性降低是代谢产热降低的主要机制,与脂肪累积有关。     

脂肪甘油三酯水解酶的研究进展

胰岛素抵抗等代谢疾病的发生与脂代谢紊乱密切相关。细胞中的脂肪主要储存在一个以中性脂为核的细胞器——脂滴(lipid droplet,LD)中。脂肪甘油三酯水解酶(adiposetriglyceride lipase,ATGL)是在脂滴上发现的水解甘油三酯的脂肪酶。除脂肪组织外,ATGL也广泛存在于骨骼肌等多种非脂肪组织中,并发挥着重要的生理功能。越来越多的研究表明,ATGL与中性脂质贮存异常、胰岛素抵抗等代谢疾病密切相关。运动可以通过改变ATGL的表达起到调控脂代谢的作用,进而在防治胰岛素抵抗等代谢疾病中发挥作用。